Здравствуйте, dar777!
Дано: Электро-ёмкость C = 20 нФ = 20·10
-9 Фарад, Начальное напряжение между обкладками конденсатора U = 100 В.
Вычислить работу по удвоению расстояния м-ду обкладками.
Решение: Электро-ёмкость С плоского конденсатора с диэлектриком вычисляется по формуле :
С = [$949$]·[$949$]
0·S / d (см учебную статью Электроёмкость. Конденсаторы [url=https://physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph6/theory.html ]Ссылка1[/url] )
Здесь [$949$]=1 - диэлектрическая проницаемость воздушного диэлектрика,
[$949$]
0=8,854·10
-12 Ф/м - электрическая постоянная,
S - площадь каждой пластины, d - расстояние м-ду пластинами.
Заряд конденсатора q = C·U
Энергия заряженного конденсатора вычисляется по формуле W = C·U
2/2
После удвоения расстояния м-ду обкладками ёмкость конденсатора C2 уменьшится:
С2 = [$949$]·[$949$]
0·S / (2·d) = С/2
Поскольку согласно Условии задачи заряженный конденсатор "
отключили от источника напряжения" перед раздвиганием пластин, то заряд на пластинах НЕ мог измениться:
q = C·U = C2·U2
Следовательно, изменилось напряжение м-ду пластинами:
U
2 = C·U / C2 = 2·U
Также увеличилась Энергия конденсатора : W2 = C2·U
22/2 = C·U
2Ответ : Для удвоения расстояния между пластинами заряженного конденсатора надо совершить работу
A = W2 - W = C·U
2 - C·U
2/2 = C·U
2/2 = 1·10
-4 Дж = 0,1 мДж
Решение похожей задачи см на
rfpro.ru/question/196519