2 вариант 3. 1. Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, ес- ли площадь его обкладок и расстояние между ними уменьшить в 2 раза? 2. Определите электроемкость батареи, со- стоящей из четырех одинаковых конден- саторов (см. рис.); электроемкость каж- дого конденсатора С. C Конденсатор электроемкостью 0,02 Ф заряжен до напряжения 30 В. Какой энергией обладает конденсатор?

Question

Вопрос:

2 вариант 3. 1. Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, ес- ли площадь его обкладок и расстояние между ними уменьшить в 2 раза? 2. Определите электроемкость батареи, со- стоящей из четырех одинаковых конден- саторов (см. рис.); электроемкость каж- дого конденсатора С. C Конденсатор электроемкостью 0,02 Ф заряжен до напряжения 30 В. Какой энергией обладает конденсатор?

Ответ:

ФИО:Телефон:Емаил:Полное описание сути нарушения прав (почему распространение данной информации запрещено Правообладателем):

Accepted Answer

Привет! Давай вместе решим эти задачи по физике. Будем двигаться шаг за шагом, и ты увидишь, как все просто и понятно.

1. Изменение емкости конденсатора

Давай разберем, как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, если уменьшить площадь обкладок и расстояние между ними в 2 раза.

Емкость плоского конденсатора определяется формулой:

\[ C = \frac{{\varepsilon_0 \cdot A}}{{d}} \]

где:

\( C \) – емкость конденсатора,
\( \varepsilon_0 \) – электрическая постоянная (вакуумная диэлектрическая проницаемость),
\( A \) – площадь обкладок конденсатора,
\( d \) – расстояние между обкладками.

Теперь уменьшаем площадь обкладок и расстояние между ними в 2 раза. Новые значения будут:

Новая площадь: \( A' = \frac{A}{2} \)
Новое расстояние: \( d' = \frac{d}{2} \)

Подставим эти значения в формулу для новой емкости \( C' \):

\[ C' = \frac{{\varepsilon_0 \cdot A'}}{{d'}} = \frac{{\varepsilon_0 \cdot \frac{A}{2}}}{{\frac{d}{2}}} = \frac{{\varepsilon_0 \cdot A}}{d} = C \]

Таким образом, емкость конденсатора не изменится.

2. Электроемкость батареи конденсаторов

Теперь определим электроемкость батареи, состоящей из четырех одинаковых конденсаторов, каждый емкостью C. Судя по схеме, у нас два последовательно соединенных участка, каждый из которых состоит из двух параллельно соединенных конденсаторов.

Сначала рассмотрим параллельное соединение двух конденсаторов. При параллельном соединении емкости складываются:

\[ C_{п} = C + C = 2C \]

Теперь у нас есть два участка с емкостью 2C, соединенных последовательно. При последовательном соединении общая емкость рассчитывается как:

\[ \frac{1}{C_{общ}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} \]

В нашем случае \( C_1 = C_2 = 2C \), поэтому:

\[ \frac{1}{C_{общ}} = \frac{1}{2C} + \frac{1}{2C} = \frac{2}{2C} = \frac{1}{C} \]

Следовательно, общая емкость батареи:

\[ C_{общ} = C \]

3. Энергия конденсатора

Теперь найдем энергию, которой обладает конденсатор электроемкостью 0,02 Ф, заряженный до напряжения 30 В.

Энергия конденсатора определяется формулой:

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

где:

\( W \) – энергия конденсатора,
\( C \) – емкость конденсатора (0,02 Ф),
\( U \) – напряжение на конденсаторе (30 В).

Подставим значения в формулу:

\[ W = \frac{1}{2} \cdot 0.02 \cdot (30)^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.02 \cdot 900 = 0.01 \cdot 900 = 9 \,\text{Дж} \]

Ответ: 1. Емкость не изменится. 2. C. 3. 9 Дж

Отлично! Ты хорошо поработал, и теперь эти задачи тебе понятны. Не останавливайся на достигнутом, и у тебя все получится!