Какова энергия электрического поля конденсатора при заряде 0.4 мКл, если при заряде 0.2 мКл она

Инструкция:
Энергия электрического поля конденсатора определяется формулой:

E = (1/2) * С * V^2,

где E — энергия электрического поля, С — емкость конденсатора, V — напряжение на конденсаторе.

Дано, что при заряде 0.2 мКл энергия электрического поля составляет 10 мДж. Для решения задачи нам необходимо определить напряжение на конденсаторе при заряде 0.2 мКл, а затем использовать его для расчета энергии при заряде 0.4 мКл.

Используем формулу емкости:

С = Q/V,

где С — емкость конденсатора, Q — заряд на конденсаторе, V — напряжение на конденсаторе.

Подставим данное значение заряда и энергии в формулу:

10 мДж = (1/2) * C * V^2.

Для нахождения V найдем С из формулы:

C = Q/V => V = Q/C => V = 0.2 мКл / C.

Подставим значение V в формулу для энергии и найдем C:

10 мДж = (1/2) * C * (0.2 мКл / C)^2 => 10 мДж = (1/2) * C * 0.04 мКл^2 / C^2.

Упростим выражение:

10 мДж = 0.02 мКл^2 / C.

Умножим обе части уравнения на C:

10 мДж * C = 0.02 мКл^2.

Поделим обе части уравнения на 10 мДж:

C = 0.02 мКл^2 / (10 мДж) = 0.002 Ф.

Теперь зная емкость C, можем определить напряжение V при заряде 0.4 мКл:

V = Q/C = 0.4 мКл / 0.002 Ф = 200 В.

И, наконец, рассчитаем энергию электрического поля E:

E = (1/2) * C * V^2 = (1/2) * 0.002 Ф * (200 В)^2 = 40 Дж.

Таким образом, энергия электрического поля конденсатора при заряде 0.4 мКл составляет 40 Дж.

Пример использования:
У нас есть конденсатор с емкостью 0.002 Ф. Какова энергия его электрического поля при заряде 0.6 мКл?

Совет:
Для лучшего понимания темы, рекомендуется изучить основные формулы и законы в области электричества и электромагнетизма, такие как закон Ома, закон Кирхгофа, и формулы для электроемкости и энергии электрического поля.

Упражнение:
У конденсатора емкостью 10 мкФ заряд составляет 2 мКл. Какова энергия его электрического поля?