Как изменится энергия конденсатора, если расстояние между обкладками увеличится в 2 раза после подключения плоского

Чтобы решить данную задачу, нужно знать формулу для энергии конденсатора и использовать законы электростатики.

Энергия конденсатора \(E\) выражается через его емкость \(C\) и напряжение \(U\) на нем по формуле:

\[E = \frac{1}{2}CU^2\]

В данной задаче известны емкость конденсатора \(C = 200 \, \mu F\) (микрофарад) и напряжение на нем \(U = 500 \, V\). Необходимо определить, как изменится энергия конденсатора после изменения расстояния между обкладками в 2 раза, а затем его отключения.

Из законов электростатики известно, что емкость конденсатора пропорциональна площади его обкладок и обратно пропорциональна расстоянию между ними:

\[C = \frac{\varepsilon_0 A}{d}\],

где \(\varepsilon_0\) - диэлектрическая постоянная, \(A\) - площадь обкладок, \(d\) - расстояние между обкладками.

После увеличения расстояния между обкладками в 2 раза, расстояние станет \(2d\), и емкость изменится в обратной пропорции:

\[C" = \frac{\varepsilon_0 A}{2d} = \frac{1}{2} C\].

Таким образом, после увеличения расстояния, емкость конденсатора уменьшится в 2 раза.

Теперь можем найти энергию конденсатора после увеличения расстояния по формуле \(E" = \frac{1}{2}C"U^2\):

\[E" = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2}C \cdot U^2 = \frac{1}{4}CU^2\].

Таким образом, энергия конденсатора после увеличения расстояния уменьшится в 4 раза.

После отключения конденсатора от источника тока, на нем не будет напряжения, то есть \(U = 0\). Подставим это значение в формулу энергии конденсатора:

\[E"" = \frac{1}{2}C""U^2 = \frac{1}{2}C"" \cdot 0^2 = 0\].

Таким образом, энергия конденсатора после отключения станет равной 0.

Итак, в результате увеличения расстояния между обкладками, энергия конденсатора уменьшится в 4 раза, а после его отключения энергия станет равной 0.