Question

Энергия плоского воздушного конденсатора W1 = 2 • 10-7 Дж.
Определите энергию конденсатора после заполнения его диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 81, если:

1) конденсатор отключён от источника питания;
2) конденсатор подключён к источнику питания

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

W₁ = 2·10⁻⁷ Дж

ε = 81

__________

W - ?

Емкость воздушного конденсатора:

C₁ = ε₀·S / d

Емкость конденсатора c диэлектриком ε:

C = ε·ε₀·S / d

1)

Конденсатор отключён от источника питания.

В этом случае остается постоянным заряд конденсатора q. Тогда:

W = q² / (2·C)

Емкость увеличилась в ε раз, значит энергия уменьшится в ε раз:

W = W₁ / ε = 2·10⁻⁷ / 81 ≈ 2,5·10⁻⁹ Дж

2)

Конденсатор подключен к источнику питания.

В этом случае остается постоянным напряжение на конденсаторе U. Тогда:

W = C·U² / 2

Емкость увеличилась в ε раз, значит энергия тоже увеличится  в ε раз:

W = ε·W₁  = 81·2·10⁻⁷  ≈ 16·10⁻⁶ Дж