Консультация № 193960
20.11.2018, 01:49
0.00 руб.
0 3 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
28. Стеклянная пластина целиком заполняет зазор между обкладками плоского
конденсатора, емкость которого в отсутствии пластинки равна 2мкФ.
Конденсатор зарядили от источника с ЭДС 1000В, после чего отключили от
источника. Найдите механическую работу, которую необходимо совершить против
электрических сил, чтобы извлечь пластину из конденсатора.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
20.11.2018, 14:20
общий
Адресаты:
А в методичке к задаче не указана диэлектрическая проницаемость стекла? В интернете разные данные отличаются немного от сорта стекла.
Есть у Вас методичка или ссылка на неё?
давно
Мастер-Эксперт
259041
7464
20.11.2018, 15:57
общий
это ответ
Здравствуйте, ya.anya-semenova!
Искомую работу находим как изменение энергии конденсатора до и после извлечения диэлектрической пластины.
Энергию электрического поля конденсатора можно вычислить по разным формулам :
W= q * U / 2 = C * U2 / 2 = q2 / 2C (см physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph6/theory.html )

Сначала наш конденсатор имел ёмкость C1=2мкФ , напряжение U1=1000 Вольт, заряд Q=C1 * U1 и энергию
W1 = C * U12 / 2 = 2 * 10-6 * 10002 / 2 = 1 Дж.

"Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в [$949$] раз" (из статьи по выше-ссылке). Значит, после извлечения пластины ёмкость нашего конденсатора уменьшилась в [$949$] раз и стала
C2 = C1 / [$949$]

Диэлектрическая проницаемость стекла примем [$949$]=7 (данные из разных интернет-источников немного отличаются, на 5terka.com/dielektricheskie-pronitsaemosti-veshchestv [$949$]=7, на kilomol.ru/elektriko.html [$949$]=6…10 ).

Поскольку согласно условию конденсатор "отключили от источника" перед извлечением пластины, то в процессе извлечения его заряд остался прежний (он не мог втекать/вытекать). Значит,
Q = C1 * U1 = C2 * U2
Из этой формулы можно получить U2 - напряжение на конденсаторе после извлечения пластины :
U2 = U1 * C1 / C2 = U1 * [$949$] = 1000 * 7 = 7000 Вольт
А затем и конечную энергию
W2 = Q * U2 / 2 = C1 * U12 * [$949$] / 2 = W1 * [$949$] = 1 Дж * 7 = 7 Дж.

Ответ : Искомая работа равна W2 - W1 = 7 - 1 = 6 Дж.
5
давно
Посетитель
402479
17
10.02.2019, 00:12
общий
не указано, спасибо, вы очень помогли)))
Форма ответа