Якій кількості роботи дорівнює збільшення відстані між пластинами конденсатора, якщо площа пластин становить

Тема занятия: Робота та збільшення відстані між пластинами конденсатора

Пояснення: Робота, яку треба виконати, щоб збільшити відстань між пластинами конденсатора, може бути знайдена, використовуючи формулу для роботи:

\[ W = \frac{1}{2} C (V_f^2 - V_i^2) \]

де W - робота, C - ємність конденсатора, V_f - кінцева напруга, а V_i - початкова напруга.

У цій задачі ми знаємо, що площа пластин становить 400 см², початкова відстань між ними - 5 мм, а збільшується на 10 мм. Ми також знаємо, що конденсатор був заряджений до напруги 1000 В і після збільшення відстані пластин не підключався до жодного джерела струму.

Щоб вирішити цю задачу, спочатку необхідно знайти ємність конденсатора. Формула для обчислення ємності конденсатора:

\[ C = \frac{ε₀ε_rA}{d} \]

де ε₀ - діелектрична стала (приблизно 8,85 x 10⁻¹² Ф/м), ε_r - діелектрична проникність матеріалу, А - площа перекриття опорних пластин, а d - відстань між пластинами конденсатора.

Після цього, використовуючи отриману ємність і відомі значення начальної та кінцевої напруги, можна обчислити роботу, яку необхідно виконати, щоб збільшити відстань між пластинами конденсатора.

Приклад використання: Обчислити роботу, яку треба виконати, щоб збільшити відстань між пластинами конденсатора в задачі, якщо значення діелектричної проникності матеріалу дорівнює 2.

Рекомендація: Щоб краще зрозуміти цю тему, студенту слід ознайомитися з основних формулами з фізики, пов"язаними з конденсаторами та їх властивостями.

Вправа: Значення діелектричної проникності матеріалу конденсатора в деякій задачі дорівнює 3. Площа пластин становить 300 см², а відстань між ними збільшується на 15 мм. Обчислити роботу, яку треба виконати, щоб збільшити відстань між пластинами конденсатора.