Какова напряженность поля внутри плоского воздушного конденсатора, если площадь обкладок каждой из них составляет

Для решения данной задачи, нам понадобятся следующие формулы:

1. Напряженность электрического поля \(E\) внутри плоского конденсатора:
\[E = \frac{U}{d}\]
где \(U\) - напряжение на конденсаторе, а \(d\) - расстояние между обкладками.

2. Энергия \(W\), накопленная в конденсаторе:
\[W = \frac{1}{2} C U^2\]
где \(C\) - электроемкость конденсатора.

3. Поверхностная плотность зарядов \(\sigma\) на обкладках конденсатора:
\[\sigma = \frac{Q}{A}\]
где \(Q\) - заряд на одной из обкладок, а \(A\) - площадь обкладки.

4. Электроемкость \(C\) конденсатора:
\[C = \frac{Q}{U}\]
где \(Q\) - заряд на одной из обкладок, а \(U\) - напряжение на конденсаторе.

Пошаговое решение:

1. Рассчитаем напряженность электрического поля \(E\):
\[E = \frac{U}{d} = \frac{600 \, \text{В}}{120 \, \text{кв/м}} = \frac{600 \, \text{В}}{120 \times 10000 \, \text{В/м}} = 0.5 \, \text{В/м}\]

2. Рассчитаем энергию \(W\), накопленную в конденсаторе:
\[W = \frac{1}{2} C U^2\]
Чтобы рассчитать \(C\), нам нужно знать заряд \(Q\), который может быть найден по формуле:
\[Q = \sigma A\]
где \(\sigma\) - поверхностная плотность зарядов на обкладках, а \(A\) - площадь обкладки.

2.1. Рассчитаем поверхностную плотность зарядов \(\sigma\) на обкладках:
\[\sigma = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{100 \, \text{см}^2} = \frac{Q}{100 \times 10^{-4} \, \text{м}^2} = 10000 \, Q \, \text{кл/м}^2\]

2.2. Рассчитаем заряд \(Q\):
\[Q = \sigma \cdot A = 10000 \cdot 100 \times 10^{-4} \, \text{кл/м}^2 \cdot 100 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 = 0.1 \, \text{кл}\]

2.3. Теперь, рассчитаем электроемкость \(C\) конденсатора:
\[C = \frac{Q}{U} = \frac{0.1 \, \text{кл}}{600 \, \text{В}} = \frac{0.1 \, \text{кл}}{600 \, \text{мкл}} = 1.67 \times 10^{-4} \, \text{Ф}\]

2.4. Теперь, рассчитаем энергию \(W\), накопленную в конденсаторе:
\[W = \frac{1}{2} C U^2 = \frac{1}{2} \times 1.67 \times 10^{-4} \, \text{Ф} \times (600 \, \text{В})^2 = \frac{1}{2} \times 1.67 \times 10^{-4} \, \text{Ф} \times 360000 \, \text{В}^2 = 30.06 \, \text{Дж}\]

Итак, напряженность поля внутри плоского воздушного конденсатора равна \(0.5 \, \text{В/м}\). Напряжение на данном конденсаторе составляет \(600 \, \text{В}\). Энергия, накопленная в конденсаторе, равна \(30.06 \, \text{Дж}\). С поверхностной плотностью зарядов на обкладках \(10000 \, \text{кл/м}^2\) и электроемкостью конденсатора \(1.67 \times 10^{-4} \, \text{Ф}\).