Как изменится энергия заряженного плоского конденсатора отключенного от источника напряжения

Как изменится Энергия заряженного и отключенного от источника напряжения плоского конденсатора при уменьшении расстояния между его пластинами в 2 раза и введении между пластинами диэлектрика​

Ответы

міжнародна система одиниць (сі) (міжнародна абревіатура si з фр. système international d’unités) — сучасна форма метричної системи, збудована на базі семи основних одиниць[1]. сі є найуживанішою системою одиниць при проведенні вимірювань та розрахунків в різних галузях науки, техніки, торгівлі тощо.

у 1960 11-ю генеральною конференцією з мір та ваг міжнародна система одиниць сі була рекомендована як практична система одиниць для вимірювань фізичних величин. головна мета впровадження такої системи — об’єднання великої кількості систем одиниць (сгс, мкгсс, мкс тощо) з різних галузей науки й техніки та усунення труднощів, пов’язаних з використанням значної кількості коефіцієнтів при перерахунках між ними і створенням великої кількості еталонів для забезпечення необхідної точності. переваги сі забезпечують підвищення продуктивності праці проектантів, виробників, науковців; спрощують та полегшують навчальний процес, а також практику міжнародних контактів між державами.

міжнародна система одиниць сі складається з набору одиниць вимірювання та набору кратних і часткових префіксів до них. система також визначає стандартні і позначення для одиниць та правила запису похідних одиниць.

система сі не є незмінною, вона є набором стандартів, в якому створюються одиниці виміру та коригуються їхні визначення згідно з міжнародними залежно від рівня сучасного розвитку вимірювальних технологій.

Источник

№ 765. Во сколько раз изменится энергия поля заряженного конденсатора, если пространство между пластинами конденсатора заполнить маслом? Рассмотреть случаи: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источник

№ 765. Во сколько раз изменится энергия поля заряженного конденсатора, если пространство между пластинами конденсатора заполнить маслом? Рассмотреть случаи: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения. Ответ объяснить, пользуясь законом сохранения энергии.

а) Конденсатор отключен от источника напряжения.

Таким образом, энергия поля заряженного конденсатора после заполнения пространства между его пластинами маслом уменьшится в ε = 2,5 раза за счет того, что часть энергии расходуется на поляризацию диэлектрика.

б) Конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения.

Таким образом, энергия поля конденсатора увеличится в ε = 2,5 раза. Энергия пополняется за счет источника напряжения.

Решебник по физике за 10, 11 класс (А.П. Рымкевич, 2001 год),
задача №765
к главе «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА. ГЛАВА VII. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. 35. Электроемкость конденсатора. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля».

Источник

Как изменится энергия заряженного плоского конденсатора отключенного от источника напряжения

Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного тока. Как изменится энергия электрического поля внутри конденсатора, если уменьшить в 2 раза расстояние между обкладками конденсатора?

Энергия электрического поля внутри конденсатора связана с его емкостью и напряжением на нем соотношением Электроемкость плоского конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между его пластинами: Таким образом, при уменьшении расстояния между обкладками в 2 раза энергия электрического поля увеличится в 2 раза.

Я знаком с такой вот формулой, по которой

Wp=qE/2d ,где Wp — энергия заряжённого конденсатора ; q — заряд конденсатора; E/2 — напряженность созданная зарядом одной из пластин; d — расстояние между пластинами.

Следовательно если уменьшить расстояние между обмотками конденсатора, а в моем случаи между пластинами, то энергия уменьшаться в 2 раза.

Формула хорошо, только Вы должны учитывать, что при изменении расстояния между пластинами меняется не только само расстояние, , но и заряд на пластинах, так как конденсатор подключен к источнику, и напряженность поля.

Если Вы все правильно учтете, то получите ответ из решения.

а как определить какой формулой энергии конденсатора пользоваться при решении такого плана задачи, ведь, если взять формулу E=q2/2C, то энергия будет обратно пропорциональна С.

Не не будет. Если Вы возьмете эту формулу, то у Вас также будет зависимость от заряда на пластинах. А он будет меняться при изменении расстояния между пластинами, так как конденсатор подключен к источнику, и он может заряжать и разряжать конденсатор. Поэтому в добавок к Вашей формуле нужно вспомнить, как связаны заряд емкость и напряжение: . Подставив это в , мы возвращаемся к формуле из решения: .

Поэтому в решении и используется именно эта формула, чтобы не делать лишних действий ))

Так что можно использовать любые формулы, но только при таком условии, что Вы понимаете, когда что применимо.

Источник

Как изменится энергия заряженного плоского конденсатора отключенного от источника напряжения

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью С₀, подключённый к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии d₀ друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.

Выберите все верные утверждения, соответствующих описанию опыта.

1) В момент времени t₄ ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной (при t = 0).

2) В интервале времени от t₁ до t₄ заряд конденсатора возрастает.

3) В интервале времени от t₁ до t₄ энергия конденсатора равномерно уменьшается.

4) В промежутке времени от t₁ до t₄ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной.

5) В промежутке времени от t₁ до t₄ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора убывает.

Ёмкость плоского конденсатора вычисляется по формуле: где — электрическая постоянная, — диэлектрическая проницаемость материала внутри конденсатора, — площадь конденсатора, — расстояние между пластинами конденсатора.

Рассмотрим предложенные утверждения.

1) Расстояние между пластинами конденсатора в момент времени t₄ в 5 раз меньше расстояния между пластинами конденсатора в начальный момент времени, значит, ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной. Утверждение 1 верно.

2) Заряд конденсатора q = CU. Напряжение постоянно, ёмкость конденсатора возрастает, следовательно, увеличивается и заряд конденсатора. Утверждение 2 верно.

3) Энергия конденсатора Напряжение постоянно, ёмкость конденсатора возрастает, следовательно, увеличивается и энергия конденсатора. Утверждение 3 неверно.

4) Напряжённость электрического поля конденсатора рассчитывается по формуле:

Расстояние между пластинами конденсатора уменьшается, следовательно, увеличивается напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора. Утверждение 4 неверно.

5) Из четвёртого пункта известно, что напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора увеличивается. Утверждение 5 неверно.

Источник

Как изменится энергия заряженного плоского конденсатора отключенного от источника напряжения

На рисунке приведена схема электрической цепи, состоящей из конденсатора ёмкостью С, резистора сопротивлением R и ключа К. Конденсатор заряжен до напряжения U = 20 В. Заряд на обкладках конденсатора равен q = 10 –6 Кл. Какое количество теплоты выделится в резисторе после замыкания ключа К? Ответ выразите в микроджоулях.

После замыкания ключа конденсатор полностью разрядится и вся запасённая в нём энергия выделится в виде теплоты в резисторе:

На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из последовательно соединённых источника постоянного напряжения с ЭДС 5 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, резистора сопротивлением 2 Ом, конденсатора ёмкостью 4 мкФ и ключа.

В начальный момент времени ключ разомкнут, конденсатор не заряжен. Определите электрическую энергию конденсатора через большое время, прошедшее после замыкания ключа. Ответ запишите в микроджоулях.

Сразу после замыкания ключа по цепи пойдет ток зарядки. Поскольку конденсатор включен последовательно с резистором, ток в цепи прекратится, как только конденсатор зарядится. Причем, напряжение на конденсаторе станет равным ЭДС источника тока. Тогда энергия заряженного конденсатора через длительное время будет равной

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом и сопротивление резистора 3 Ом.

В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, и проводов пренебречь.

Пока ключ замкнут, через катушку течет ток I, определяемый сопротивлением резистора: конденсатор заряжен до напряжения Энергия электромагнитного поля в катушке Энергия электромагнитного поля в конденсаторе

После размыкания ключа начинаются электромагнитные колебания, и вся энергия, запасенная в конденсаторе и катушке, выделится в лампе и резисторе:

Согласно закону Джоуля — Ленца, выделяемая в резисторе мощность пропорциональна его сопротивлению. Следовательно, энергия 0,184 Дж распределится в лампе и резисторе пропорционально их сопротивлениям, и на лампу приходится

Ответ:

а сопротивление при нахождении силы тока взяли как сумма сопротивлений катушки конденсатора лампочки резистора?

Не очень понимаю, про подсчет какого сопротивления Вы говорите. У катушки и конденсатора нет активных сопротивлений, а источник тока тут выдает постоянное напряжение, поэтому про реактивные сопротивления думать не надо.

Идейно задача решается следующим образом. Есть два этапа, до и после размыкания ключа.

До: конденсатор с лампочкой подключены параллельно к катушке с сопротивлением, и параллельно ко всему этому подключен источник. При параллельном подключении напряжения совпадают. Следовательно напряжение на катушке+сопротивлении равно ЭДС, но на катушке напряжение не падает, так как ее активное сопротивление равно нулю. Следовательно, по закону Ома для полной цепи то, текущий через этот участок равен (так как внутреннее сопротивление источника равно нулю). Конденсатор заряжается до тех пор, пока напряжение между его обкладками не станет равно ЭДС источника. После этого зарядка конденсатора прекращается, ток через лампочку становится равен нулю. В итоге имеем, что все напряжение, создаваемое ЭДС падает в этой ветке цепи на конденсаторе .

После: получается колебательный контур с активным сопротивлением. На активном сопротивлении выделяется тепло, в результате чего амплитуда колебаний уменьшается, пока колебания совсем не затухнут. Сразу после размыкания ключа конденсатор заряжен (в нем сосредоточена энергия электрического поля), через катушку течет ток (в ней сосредоточена энергия магнитного поля). По закону сохранения энергии, она ни от куда не берется просто так и никуда не пропадает. Поэтому вся энергия колебательного контура, в итоге выделиться на лампочке и сопротивлении как тепло. Таким образом, мы находим общее тепло . Остается разобраться, какая часть тепла выделится на лампочке.

Мощность тепловыделения равна . Поскольку лампочка и резистор в колебательном контуре оказываются уже подключены последовательно, то ток течет через них одинаковый. Следовательно, мощность пропорциональна величине сопротивления. Отсюда сразу ясно, что на лампочку приходится доля от всего тепла.

Вот и все решение, в принципе.

P.S. Используйте, пожалуйста, знаки препинания, так Ваши вопросы будет проще понять. И еще будет здорово, если Вы зарегистрируетесь 🙂

спасибо большое, я зарегистрирован, через вк захожу, только редко попадаю в свой профиль, у вас такие неполадки серьёзные.. всё время выдаёт ошибку, даже если в истории браузера нахожу ссылку на разрешение допуска из вк, то после её прохождения и разрешения, попадаю почему-то на алгебру о.о

При размыкание ключа энергия должна быть в конденсаторе или в катушки, причем если конденсатор полностью заряжен, то катушка разряжена, а в решение говорится, что катушка и конденсатор одновременно полностью заряжены. Если я не прав, поясните почему.

Энер­гия только в кон­ден­са­то­ре или в ка­туш­ки бывает 4 раза за период. Всё остальное время энергия частично в конденсаторе, частично в катушке. не является максимальной энергией конденсатора, аналогично не является максимальной энергией в катушке. Максимальная энергия была бы в отсутствии сопротивления, а так она уменьшается, выделяясь на резисторах.

Конденсатор электроемкостью 0,5 Ф был заряжен до напряжения 4 В. Затем к нему подключили параллельно незаряженный конденсатор электроемкостью 0,5 Ф. Какова энергия системы из двух конденсаторов после их соединения? (Ответ дать в джоулях.)

Заряд первого конденсатора был равен После подсоединения к нему незаряженного конденсатора с такой же емкостью, заряд перераспределится и поделится между ними поровну (напряжения на них должны совпадать, поскольку они подключены параллельно).

Следовательно, энергия системы из двух конденсаторов после их соединения равна

Источник