Вопрос задан 09.01.2025 в 23:27. Предмет Физика. Спрашивает Адамов Иван.

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.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Пьянькова Маша.

Чтобы решить задачу и найти ёмкость CC, заряд QQ и энергию WW слюдяного конденсатора, начнем с анализа данных и используем необходимые формулы для расчета параметров.

Дано:

  • Площадь пластины S=36см2=36×104м2=0,0036м2S = 36 \, \text{см}^2 = 36 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 = 0{,}0036 \, \text{м}^2.
  • Толщина слоя диэлектрика d=0,14см=0,0014мd = 0{,}14 \, \text{см} = 0{,}0014 \, \text{м}.
  • Разность потенциалов U=3,0×102В=300ВU = 3{,}0 \times 10^2 \, \text{В} = 300 \, \text{В}.
  • Диэлектрическая проницаемость слюды εr=6\varepsilon_r = 6.
  • Электрическая постоянная ε0=8,85×1012Ф/м\varepsilon_0 = 8{,}85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}.

1. Вычисление ёмкости конденсатора CC

Формула для ёмкости плоского конденсатора с диэлектриком между обкладками:

C=ε0εrSdC = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r S}{d}

Подставим известные значения:

C=8,85×1012×6×0,00360,0014C = \frac{8{,}85 \times 10^{-12} \times 6 \times 0{,}0036}{0{,}0014}

Вычислим:

C=1,9114×10130,00141,365×1010Ф=136,5пФC = \frac{1{,}9114 \times 10^{-13}}{0{,}0014} \approx 1{,}365 \times 10^{-10} \, \text{Ф} = 136{,}5 \, \text{пФ}

2. Вычисление заряда QQ на обкладках конденсатора

Заряд QQ на обкладках можно найти по формуле:

Q=CUQ = C \cdot U

Подставим значения:

Q=1,365×1010×300=4,095×108Кл=40,95нКлQ = 1{,}365 \times 10^{-10} \times 300 = 4{,}095 \times 10^{-8} \, \text{Кл} = 40{,}95 \, \text{нКл}

3. Вычисление энергии WW, накопленной в конденсаторе

Энергия WW в конденсаторе определяется формулой:

W=CU22W = \frac{C \cdot U^2}{2}

Подставим значения:

W=1,365×1010×30022=1,365×1010×900002=6,1425×106Дж=6,1425мкДжW = \frac{1{,}365 \times 10^{-10} \times 300^2}{2} = \frac{1{,}365 \times 10^{-10} \times 90000}{2} = 6{,}1425 \times 10^{-6} \, \text{Дж} = 6{,}1425 \, \text{мкДж}

Ответ:

  1. Ёмкость CC конденсатора составляет 136,5пФ136{,}5 \, \text{пФ}.
  2. Заряд QQ на обкладках конденсатора равен 40,95нКл40{,}95 \, \text{нКл}.
  3. Энергия WW, накопленная в конденсаторе, равна 6,1425мкДж6{,}1425 \, \text{мкДж}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос