Какова энергия w2, выделившаяся при разрядке плоского конденсатора, заполненного жидким диэлектриком с диэлектрической
Какова энергия w2, выделившаяся при разрядке плоского конденсатора, заполненного жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью е=3.0, после того, как он был заряжен и отсоединен от источника, а из него был удален диэлектрик?
Sarancha_4146 45
Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово.Первым шагом, нам необходимо найти емкость конденсатора до удаления диэлектрика. Емкость конденсатора можно найти с помощью формулы:
\[C = \frac{Q}{V}\]
где С - емкость конденсатора, Q - заряд конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.
Для плоского конденсатора с жидким диэлектриком, емкость можно выразить как:
\[C = \frac{\varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot A}{d}\]
где \(\varepsilon_0\) - диэлектрическая постоянная (приближенное значение равно \(8.85 \cdot 10^{-12} \, Ф/м\)), \(\varepsilon_r\) - диэлектрическая проницаемость, A - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами конденсатора.
Давайте предположим, что у нас есть конденсатор, площадь пластин которого равна \(A = 0.05 \, м^2\), расстояние между пластинами равно \(d = 0.01 \, м\). Тогда, воспользовавшись формулой, мы можем найти емкость конденсатора:
\[C = \frac{8.85 \cdot 10^{-12} \cdot 3.0 \cdot 0.05}{0.01} \approx 1.3275 \cdot 10^{-10} \, Ф\]
Теперь, вторым шагом, нам необходимо найти заряд конденсатора до удаления диэлектрика. Заряд конденсатора можно найти с помощью формулы:
\[Q = C \cdot V\]
где С - емкость конденсатора, Q - заряд конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.
Предположим, что напряжение на конденсаторе составляет \(V = 100 \, В\). Тогда, подставив значения в формулу, мы можем найти заряд конденсатора:
\[Q = 1.3275 \cdot 10^{-10} \cdot 100 = 1.3275 \cdot 10^{-8} \, Кл\]
Третий шаг - удаление диэлектрика. После удаления диэлектрика, емкость конденсатора не изменится, но напряжение на нем будет равно нулю.
Осталось ответить на вопрос задачи - какова энергия \(W_2\), выделившаяся при разрядке конденсатора после удаления диэлектрика. Энергия, выделившаяся при разрядке конденсатора, можно найти с помощью формулы:
\[W_2 = \frac{1}{2} \cdot C \cdot V^2\]
где \(W_2\) - энергия, выделившаяся при разрядке конденсатора, C - емкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.
Подставив значения в формулу, мы можем найти энергию:
\[W_2 = \frac{1}{2} \cdot 1.3275 \cdot 10^{-10} \cdot 0^2 = 0 \, Дж\]
Таким образом, после удаления диэлектрика, энергия \(W_2\), выделившаяся при разрядке плоского конденсатора, будет равна нулю.