дано:
C_1 = 10 пФ = 10 * 10^(-12) Ф (емкость первого конденсатора),
C_2 = 10 пФ = 10 * 10^(-12) Ф (емкость второго конденсатора),
E = 20 В (ЭДС источника).
найти:
Энергию электрического поля W системы конденсаторов.
решение:
1. При последовательном соединении емкости конденсаторов рассчитываются по формуле:
1 / C_total = 1 / C_1 + 1 / C_2.
Так как конденсаторы одинаковы, то:
1 / C_total = 1 / (10 * 10^(-12)) + 1 / (10 * 10^(-12)),
1 / C_total = 2 / (10 * 10^(-12)),
C_total = (10 * 10^(-12)) / 2,
C_total = 5 * 10^(-12) Ф.
2. Теперь можем найти энергию электрического поля W в системе конденсаторов по формуле:
W = (1/2) * C_total * E^2.
3. Подставим известные значения:
W = (1/2) * (5 * 10^(-12)) * (20^2),
W = (1/2) * (5 * 10^(-12)) * 400,
W = (2.5 * 10^(-12)) * 400,
W = 1 * 10^(-9) Дж.
ответ:
Энергия электрического поля системы конденсаторов равна 1 нДж.