дано:
- площадь пластин S = 200 см² = 0,02 м²
- разность потенциалов U = 2 кВ = 2000 В
- расстояние между пластинами d = 2 см = 0,02 м
- диэлектрическая проницаемость ε = 7
найти:
- энергию поля конденсатора W
решение:
1. Сначала найдем ёмкость конденсатора C по формуле для плоского конденсатора с диэлектриком:
C = (ε * ε_0 * S) / d,
где ε_0 = 8,85 × 10^(-12) Ф/м - электрическая постоянная.
2. Подставляем известные значения:
C = (7 * 8,85 × 10^(-12) Ф/м * 0,02 м²) / 0,02 м
= 7 * 8,85 × 10^(-12) Ф
≈ 6,195 × 10^(-11) Ф.
3. Теперь найдём энергию W, хранящуюся в конденсаторе, используя формулу:
W = (1/2) * C * U².
4. Подставляем значения:
W = (1/2) * 6,195 × 10^(-11) Ф * (2000 В)²
= (1/2) * 6,195 × 10^(-11) Ф * 4 × 10^6 В²
≈ (1/2) * 6,195 × 10^(-11) Ф * 4 × 10^6
≈ 1,239 × 10^(-4) Дж.
ответ:
Энергия поля конденсатора составляет примерно 1,239 × 10^(-4) Дж.