Площадь пластины слюдяного конденсатора 36 см^2 , а толщина слоя диэлектрика 0,14 см. Вычислите (eмкость, заряд и энергию конденсатора, если разность потенциалов на его обкладках 3,0 * 10^2 В, а диэлектрическая проницаемость слюды 6.

Чтобы решить задачу и найти ёмкость $C$, заряд $Q$ и энергию $W$ слюдяного конденсатора, начнем с анализа данных и используем необходимые формулы для расчета параметров.

Дано:

• Площадь пластины $S = 36 \, \text{см}^2 = 36 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 = 0{,}0036 \, \text{м}^2$.
• Толщина слоя диэлектрика $d = 0{,}14 \, \text{см} = 0{,}0014 \, \text{м}$.
• Разность потенциалов $U = 3{,}0 \times 10^2 \, \text{В} = 300 \, \text{В}$.
• Диэлектрическая проницаемость слюды $\varepsilon_r = 6$.
• Электрическая постоянная $\varepsilon_0 = 8{,}85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}$.

1. Вычисление ёмкости конденсатора $C$

Формула для ёмкости плоского конденсатора с диэлектриком между обкладками:

Подставим известные значения:

Вычислим:

2. Вычисление заряда $Q$ на обкладках конденсатора

Заряд $Q$ на обкладках можно найти по формуле:

Подставим значения:

3. Вычисление энергии $W$, накопленной в конденсаторе

Энергия $W$ в конденсаторе определяется формулой:

Подставим значения:

Ответ:

1. Ёмкость $C$ конденсатора составляет $136{,}5 \, \text{пФ}$.
2. Заряд $Q$ на обкладках конденсатора равен $40{,}95 \, \text{нКл}$.
3. Энергия $W$, накопленная в конденсаторе, равна $6{,}1425 \, \text{мкДж}$.