1) Плоский воздушный конденсатор состоит из двух пластин. Определите емкость конденсатора, если площадь каждой пластины 10^-2 м^2, а расстояние между ними 5*10^-3. Как изменится емкость конденсатора при погружении его в глицерин (ε = 56,2)?
2) Пластины слюдяного конденсатора 36 см^2, толщина слоя диэлектрика 0,14 см. Вычислите энергию электростатического поля конденсатора, если разность потенциалов на его пластинах 300 В, а диэлектрическая проницаемость слюды равна 7.

1) Воздушный конденсатор

Ёмкость плоского конденсатора:

\[C=\varepsilon_0\dfrac{S}{d}\]

\[C=8{,}85\cdot10^{-12}\cdot\dfrac{10^{-2}}{5\cdot10^{-3}}=1{,}77\cdot10^{-11}\text{ Ф}\]

При погружении в глицерин ёмкость увеличится в \(56{,}2\) раза:

\[C_1=56{,}2C\approx9{,}95\cdot10^{-10}\text{ Ф}\]

Ответ: в воздухе \(1{,}77\cdot10^{-11}\) Ф, в глицерине \(9{,}95\cdot10^{-10}\) Ф.

2) Слюдяной конденсатор

\[S=36\text{ см}^2=3{,}6\cdot10^{-3}\text{ м}^2\]

\[d=0{,}14\text{ см}=1{,}4\cdot10^{-3}\text{ м}\]

\[C=\varepsilon\varepsilon_0\dfrac{S}{d}=7\cdot8{,}85\cdot10^{-12}\cdot\dfrac{3{,}6\cdot10^{-3}}{1{,}4\cdot10^{-3}}\approx1{,}59\cdot10^{-10}\text{ Ф}\]

Энергия поля:

\[W=\dfrac{CU^2}{2}\]

\[W=\dfrac{1{,}59\cdot10^{-10}\cdot300^2}{2}\approx7{,}2\cdot10^{-6}\text{ Дж}\]

Ответ: \(7{,}2\cdot10^{-6}\) Дж.

0 0 Пожаловаться