В
Все
Б
Биология
Б
Беларуская мова
У
Українська мова
А
Алгебра
Р
Русский язык
О
ОБЖ
И
История
Ф
Физика
Қ
Қазақ тiлi
О
Окружающий мир
Э
Экономика
Н
Немецкий язык
Х
Химия
П
Право
П
Психология
Д
Другие предметы
Л
Литература
Г
География
Ф
Французский язык
М
Математика
М
Музыка
А
Английский язык
М
МХК
У
Українська література
И
Информатика
О
Обществознание
Г
Геометрия
Creeper77
Creeper77
07.09.2020 15:38 •  Физика

Воздушный конденсатор С1= 0,2 мкФ заряжен до разности потенциалов U0= 600 В. Найти изменение энергии конденсатора и работу сил поля при заполнении конденсатора жидким диэлектриком ( ε= 2). Расчет произвести для двух случаев: 1) конденсатор отключен от источника; 2) конденсатор не отключен от источника.

Показать ответ
Ответ:
Julia1965
Julia1965
15.02.2022 11:05

В обоих случаях просто записываем закон сохранения энергии: W_{1} - W_{0} = A_{\text{field}}+A_{\text{battery}}.

1) В этом случае источник не совершает работы, потому A_{\text{battery}} = 0, стало быть A_{\text{field}} = \Delta W = \dfrac{q_{2}^2}{2C_{2}} - \dfrac{q_{1}^2}{2C_{1}}. Поскольку конденсатор отключен от источника, то на нем сохраняется заряд, а потому \Delta W = q^{2}\left(\dfrac{1}{2C_{2}}-\dfrac{1}{2C_{1}}\right) = \dfrac{q^2}{2C_{1}}\left(\dfrac{1-\varepsilon}{\varepsilon}\right) = -\dfrac{C_{1}U_{0}^2}{2}\dfrac{\varepsilon-1}{\varepsilon} = -18\;\text{J}

2) В этом случае источник совершает работу, равную \delta A_{\text{battery}}=\mathcal{E}dQ = \mathcal{E}^2dC, где Q -- заряд, протекший через источник, а \mathcal{E} -- ЭДС источника. Имеем: \delta A_{\text{field}} = \dfrac{U_{0}^2dC}{2} - \mathcal{E}^2dC \stackrel{\mathcal{E} = U_{0}}{=} -\dfrac{U_{0}^2}{2}dC \Rightarrow A_{\text{field}} =-\dfrac{U_{0}^2}{2}\left(C_{1}\varepsilon - C_{1}\right) = -\dfrac{C_{1}U_{0}^2}{2}(\varepsilon-1) = -36\;\text{J}

0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Физика
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота