К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов U = 600 B. Площадь пластин S= 100 см2 расстояние между пластинамиd1= 1,5 мм. Найти энергию конденсатора до и после раздвижения пластин до расстояния 3 мм, если источник напряжения перед раздвижением отключался. Как при этом изменяется напряженность Е электрического поля в конденсаторе? (W1 = 10,6 мкДж, W2 = 21,2 мкДж, Е1 = Е2)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем емкость конденсатора до и после раздвижения пластин
Емкость конденсатора можно найти по формуле
С = ε0 S / d
где ε0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума (ε0 = 8.85 10^-12 Ф/м)
S - площадь пластин
d - расстояние между пластинами.

Для начального положения
C1 = 8.85 10^-12 0.01 / 0.0015 = 59 * 10^-12 F,

Для конечного положения
C2 = 8.85 10^-12 0.01 / 0.003 = 29.5 * 10^-12 F.

Теперь найдем энергию конденсатора до и после изменения положения пластин
W1 = 0.5 C1 U^2 = 0.5 59 10^-12 600^2 = 10.6 мкДж
W2 = 0.5 C2 U^2 = 0.5 29.5 10^-12 600^2 = 21.2 мкДж.

Наконец, найдем напряженность электрического поля в конденсаторе
Электрическое поле в конденсаторе можно найти, используя формулу
E = U / d.

Для начального и конечного положения пластин
Е1 = 600 / 0.0015 = 4 10^5 В/м
E2 = 600 / 0.003 = 2 10^5 В/м.

Таким образом, энергия конденсатора увеличилась в два раза после раздвижения пластин, но напряженность электрического поля в конденсаторе осталась постоянной.