Какова работа источника тока, совершенная в этом процессе, если к плоскому воздушному конденсатору с расстоянием
Источник тока выполняет работу при зарядке плоского воздушного конденсатора. Работа (W) определяется как произведение напряжения (U) на заряд (Q): W = UQ.
Для расчета работы источника тока, сначала найдем емкость конденсатора (C):
C = ε₀(A/d),
где ε₀ — электрическая постоянная (ε₀ ≈ 8,85 * 10^-12 Ф/м),
A — площадь пластин конденсатора (A = 2 * 60 см² = 0,012 м²),
d — расстояние между пластинами конденсатора (d = 30 мм = 0,03 м).
C = (8,85 * 10^-12 Ф/м)(0,012 м² / 0,03 м) = 3,54 * 10^-11 Ф.
Зная емкость конденсатора и напряжение (U = 2 кВ = 2000 В), мы можем вычислить заряд (Q):
Q = CU =
(3,54 * 10^-11 Ф)(2000 В) = 7,08 * 10^-8 Кл.
Теперь, чтобы найти работу источника тока, умножим напряжение на заряд:
W = UQ =
(2000 В)(7,08 * 10^-8 Кл) = 1,416 * 10^-4 Дж.
Таким образом, работа источника тока, совершенная в данном процессе, составляет около 0,0001416 Дж (округлим до десятых: 0,0 Дж).
Пример использования:
Пусть у нас есть другой конденсатор с площадью пластин 40 см² и расстоянием между ними 20 мм. С каким напряжением нужно подключить источник тока, чтобы совершить работу 0,1 Дж?
Совет:
Хорошим способом понять работу источника тока и ее связь с конденсатором является изучение курса физики, посвященного электрическим цепям и электростатике. Регулярная практика и решение задач помогут вам лучше понять эти концепции.
Упражнение:
Рассмотрим воздушный конденсатор с площадью пластин 50 см² и расстоянием между пластинами 10 мм. Подключите источник тока с напряжением 1000 В к этому конденсатору. Какую работу совершит источник тока? Ответ округлите до десятых.