Определите напряжение между обкладками заряженного плоского конденсатора, если энергия его электростатического поля

Определите напряжение между обкладками заряженного плоского конденсатора, если энергия его электростатического поля составляет 53 нДж. Даны следующие параметры: площадь каждой обкладки равна 150 см², а расстояние между ними составляет 2 мм. Пожалуйста, предоставьте подробный ответ.
Zagadochnyy_Zamok

Zagadochnyy_Zamok

Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулу для энергии электростатического поля конденсатора:

E=12CV2

где:
E - энергия электростатического поля (в данном случае 53 нДж),
C - ёмкость конденсатора,
V - напряжение между обкладками конденсатора.

Также, нам даны значения площади каждой обкладки (150 см²) и расстояния между ними (2 мм).

В начале, нужно выразить ёмкость конденсатора через заданные параметры. Ёмкость конденсатора можно выразить как:

C=ε0Ad

где:
\varepsilon_0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума (8.85×1012Ф/м),
A - площадь обкладок конденсатора (150 см²),
d - расстояние между обкладками (2 мм).

Для проведения вычислений, нам нужно привести все величины к одной системе измерения. Переведем площадь обкладок конденсатора из сантиметров в метры:

A=150см2=150×104м2

Теперь выразим ёмкость конденсатора:

C=8.85×1012150×1042×103Ф

Сократив числители и знаменатели, получим:

C=0.53×109Ф

Теперь мы можем использовать исходную формулу для нахождения напряжения между обкладками конденсатора. Подставляя известные значения, получим:

53×109=12×0.53×109×V2

Упростим это уравнение:

53=12×V2

Умножим обе части уравнения на 2, чтобы избавиться от деления:

106=V2

Возьмем квадратный корень от обеих частей:

V=106

Теперь найдем значение напряжения:

V10.3B

Таким образом, напряжение между обкладками заряженного плоского конденсатора составляет примерно 10.3 Вольт.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello