Какой заряд и напряженность электрического поля у плоского воздушного шара емкостью 1 мкФ, который заряжен от источника

Летучий_Фотограф

17

Хорошо, давайте решим эту задачу по шагам.

Первым шагом нам необходимо найти заряд, который хранится на пластинах шара. Мы можем использовать формулу, связывающую емкость и заряд:
\[Q = C \cdot V\],
где \(Q\) - заряд, \(C\) - емкость, \(V\) - напряжение.

В нашем случае, емкость шара равна 1 мкФ, а напряжение равно 27 В. Подставляя значения в формулу, получаем:
\[Q = 1 \times 10^{-6} \, Ф \times 27 \, В\]

Вычисляя это, мы получаем:
\[Q = 2.7 \times 10^{-5} \, Кл\].

Теперь перейдем ко второму шагу и найдем напряженность электрического поля внутри шара.

Напряженность электрического поля между пластинами шара можно найти, используя формулу:
\[E = \frac{V}{d}\],
где \(E\) - напряженность электрического поля, \(V\) - напряжение, \(d\) - расстояние между пластинами.

В нашем случае, напряжение равно 27 В, а расстояние между пластинами равно 1.5 мм (или 0.0015 м в СИ).

Подставляя значения в формулу, получаем:
\[E = \frac{27 \, В}{0.0015 \, м} \]

Расчитывая это, мы получаем:
\[E = 18000 \, В/м\].

Наконец, перейдем к третьему шагу и найдем энергию электрического поля.

Энергия электрического поля между пластинами шара может быть вычислена, используя формулу:
\[W = \frac{1}{2} \cdot C \cdot V^2\],
где \(W\) - энергия электрического поля, \(C\) - емкость, \(V\) - напряжение.

Подставляя значения в формулу, получаем:
\[W = \frac{1}{2} \cdot 1 \times 10^{-6} \, Ф \cdot (27 \, В)^2\]

Путем расчета получаем:
\[W = 0.0003645 \, Дж\].

Итак, заряд на пластинах шара равен \(2.7 \times 10^{-5} \, Кл\), напряженность электрического поля равна \(18000 \, В/м\), а энергия электрического поля равна \(0.0003645 \, Дж\).