Разность потенциалов.

Автор
Сообщение
y4eHuK
#12996 2012-11-23 16:23 GMT

Разность потенциалов между пластинами плоского воздушного (ε1=1) конденсатора равна 500В, расстояние между пластинами равно 5мм. Конденсатор отключили от источника напряжения. Какой станет разность потенциалов между пластинами конденсатора, если их сблизить до 2мм, а пространство между ними заполнить парафином ε2 =2

Мои попытки решить задачу были не очень успешными.

Прошу хотя-бы объяснить по каким формулам решать.

За ранее благодарен.

Лаборант
#12998 2012-11-23 20:40 GMT

Конденсатор, который был подключен к источнику напряжения и заряжен,а потом отключен от источника можно рассматривать как изолированную систему. Значит к данной системе применим закон сохранения энергии. В этом случае работа внешних сил равна изменению

энергии системы.

W1=W2

W2- энергия конденсатора в конечном положении (e=2, d=2мм)

W1- энергия конденсатора в первоначальном положении (е=1, d=5 мм)

Энергию, вданном случае удобнее выразить через заряд Q на пластинах,

так как заряд пластин, отключенных от источника не меняется.

W2=Q^2/2C2 W1=Q^2/2C1

C=e*e0*(S/d)

C1=e0*(S/d1)

C2=2e0*(S/d2)

C2=5C1

Выразим заряд через С иU

(C1*U1^2)/2=(C2*U2^2)/2

C1*U1^2=5C1*U2^2

U2=U1*sqrt( 5)

Если ни то, ни другое, ни третье не помогает, прочтите, наконец инструкцию.

Count_May
#12999 2012-11-23 20:42 GMT

#12996 y4eHuK :

Прошу хотя-бы объяснить по каким формулам решать.

До сближения пластин:

\( C_1 = \frac { \epsilon_o S} { d_1}; U_1 = \frac {Q} {C_1}\)

После сближения:

\( C_2 = \frac { \epsilon_o \epsilon S} { d_2}; U_2 = \frac {Q} {C_2}\)