Решение: Площадь пластины слюдяного конденсатора 36 см2, толщина слоя диэлектрика 0,14 см

Условие задачи:

Площадь пластины слюдяного конденсатора 36 см², толщина слоя диэлектрика 0,14 см. Вычислить энергию конденсатора, если разность потенциалов на его обкладках 300 В.

Задача №6.4.49 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(S=36\) см², \(d=0,14\) см, \(U=300\) В, \(W-?\)

Решение задачи:

Энергию плоского конденсатора определим по такой формуле:

\[W = \frac{{C{U^2}}}{2}\;\;\;\;(1)\]

Электроемкость плоского конденсатора найдем по известной формуле:

\[C = \frac{{\varepsilon {\varepsilon _0}S}}{d}\;\;\;\;(2)\]

Здесь \(\varepsilon\) — диэлектрическая проницаемость слюды, равная 7, \(\varepsilon_0\) — электрическая постоянная, равная 8,85·10^-12 Ф/м.

Подставим (2) в (1), чтобы получить решение этой задачи в общем виде:

\[W = \frac{{\varepsilon {\varepsilon _0}S{U^2}}}{{2d}}\]

Посчитаем ответ:

\[W = \frac{{7 \cdot 8,85 \cdot {{10}^{ — 12}} \cdot 36 \cdot {{10}^{ — 4}} \cdot {{300}^2}}}{{2 \cdot 0,14 \cdot {{10}^{ — 2}}}} = 7,2 \cdot {10^{ — 6}}\;Дж = 7,2\;мкДж\]