Дано (в СИ):
Напряжение между обкладками конденсатора (U) = 25 В,
Расстояние между обкладками (d) = 5 мм = 0,005 м.
Найти:
Объемная плотность энергии электрического поля внутри конденсатора.
Решение:
Объемная плотность энергии электрического поля (w) может быть найдена по формуле: w = (1/2) * ε0 * E^2, где ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума, E - напряженность электрического поля.
Напряженность электрического поля (E) внутри плоского конденсатора равна E = U / d, где U - напряжение, d - расстояние между обкладками.
Подставим известные значения:
E = 25 В / 0,005 м,
E = 5000 В/м.
Теперь можем вычислить объемную плотность энергии:
w = (1/2) * ε0 * E^2,
w = (1/2) * (8.85 * 10^-12 Ф/м) * (5000 В/м)^2,
w = 110625 * 10^-12 Дж/м³,
w = 110.625 * 10^-6 Дж/м³,
w = 110.625 * 10^-6 Дж/м³.
Ответ:
Объемная плотность энергии электрического поля внутри конденсатора составляет 110.625 * 10^-6 Дж/м³.