Как изменится энергия заряженного конденсатора, если из него удалить диэлектрик? Ответ выразить в Дж, округлив

Solnechnyy_Podryvnik_8417

10

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно рассмотреть, как изменяется энергия заряженного конденсатора при удалении диэлектрика.

Энергия \(E\) заряженного конденсатора выражается формулой \(E = \frac{1}{2} C V^2\), где \(C\) - ёмкость конденсатора, \(V\) - напряжение на конденсаторе.

Когда из конденсатора удаляется диэлектрик, его ёмкость меняется. Для конденсатора без диэлектрика ёмкость составляет \(C(0) = 2\) (без указания единицы измерения, предположим, что это микрофарады).

Теперь предположим, что на конденсаторе сохранился заряд \(Q\). Так как ёмкость конденсатора равна отношению заряда к напряжению, мы можем записать \(C(0) = \frac{Q}{V}\). Отсюда мы можем выразить напряжение \(V\) через ёмкость и заряд: \(V = \frac{Q}{C(0)}\).

Подставляя это значение напряжения в формулу для энергии конденсатора, мы получаем: \(E = \frac{1}{2} C(0) \left(\frac{Q}{C(0)}\right)^2\).

Упрощая это уравнение, получаем: \(E = \frac{Q^2}{2C(0)}\).

Теперь мы можем выразить энергию заряженного конденсатора без диэлектрика через его начальную ёмкость и заряд: \(E(0) = \frac{Q^2}{2C(0)}\).

Так как в задаче не указано, что изменяется заряд конденсатора, предположим, что заряд остается неизменным. В этом случае, энергия заряженного конденсатора не будет зависеть от наличия или отсутствия диэлектрика. То есть, \(E(0) = E\).

Таким образом, энергия заряженного конденсатора будет оставаться неизменной при удалении диэлектрика.