Question

Плоский конденсатор с ёмкостью C = 50 мкФ подключён к источнику постоянного напряжения U = 600 В. Промежуток между пластинами конденсатора заполнили диэлектриком с диэлектрической  проницаемостью ε = 4. Насколько при этом изменилась энергия электрического поля в конденсаторе?

Answer 1

Дано: C = 50 мкФ = 50 * 10^-6 F, U = 600 В, ε = 4.

Найти изменение энергии поля в конденсаторе.

Решение:
Энергия электрического поля в конденсаторе выражается формулой:
W = 0.5 * C * U^2.

Изначально энергия поля в конденсаторе равна:
W1 = 0.5 * 50 * 10^-6 * (600)^2 = 9 Дж.

После заполнения диэлектриком, емкость конденсатора увеличивается в ε раз:
C' = ε * C = 4 * 50 * 10^-6 = 200 * 10^-6 F = 200 мкФ.

Тогда энергия поля в конденсаторе после заполнения диэлектриком равна:
W2 = 0.5 * 200 * 10^-6 * (600)^2 = 36 Дж.

Изменение энергии поля:
ΔW = W2 - W1 = 36 - 9 = 27 Дж.

Ответ: ΔW = 27 Дж.