Treść zadania

Rozwiązania

• 

  1 0

  antekL1 15.3.2013 (02:23)

  Dane:
  C = 5 μF = 5 * 10^(-6) F - pojemność kondensatora
  q = 0,5 * 10^(-6) C - ładunek kondensatora
  ε = 4 - względna przenikalność dielektryczna
  Szukamy pracy "W" potrzebnej na usunięcie płytki.
  
  Do wyciągnięcia płytki wymagana jest praca, gdyż na płytce powstają ładunki przeciwnego znaku niż na okładkach kondensatora i ich przyciąganie do okładek próbuje utrzymać płytkę wewnątrz. Ale ten mechanizm nie jest istotny, ważne, że wskutek wyciągania płytki energia kondensatora rośnie (kosztem naszej pracy).
  
  Wielkością, która nie ulega zmianie, jest ładunek q.
  
  Zmienia się natomiast pojemność. Jeżeli przez Co oznaczymy pojemność pustego kondensatora, to zachodzi związek:
  
  C = ε Co ; stąd Co = C / ε
  
  (założyłem, że podana pojemność "C" to pojemność gdy płytka jest obecna)
  
  Energia kondensatora przed wyciągnięciem płytki wynosi: E = (1/2) q^2 / C
  a po wyciągnięciu płytki Eo = (1/2) q^2 / Co = ε * (1/2) q^2 / C = ε E
  
  Zmiana energii jest równa wykonanej pracy:
  
  W = Eo - E = (ε - 1)E = (1/2)(ε - 1) q^2 / C
  
  Wymiar [ W ] = C^2 / F = C * V = J
  
  Podstawiamy dane:
  
  W = (1/2) * (4 - 1) * [ 0,5 * 10^(-6) ]^2 / [ 5 * 10^(-6) ] = [/b]7,5 * 10^(-8) J[/b]

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie