Найти: работу A в микроДжоулях

Предмет: Физика

Раздел: Электричество, раздел про конденсаторы.

Задание:

Дано:

• Емкость конденсатора $\text{(}C=0,2\mu F=2\times {10}^{-7}F\text{)}$
• Напряжение источника $\text{(}U=100V\text{)}$
• Площадь пластин конденсатора уменьшается в 2 раза.

Найти: работу $\text{(}A\text{)}$ в микроДжоулях ($\text{(}\mu J\text{)}$).

Решение:

Энергия, накопленная в конденсаторе, выражается формулой:

$\text{[}W=\frac{C{U}^2}{2}\text{]}$

Энергия до изменения площади пластин:

$\text{[}{W}_1=\frac{C{U}^2}{2}=\frac{2\times {10}^{-7}\times (100{)}^2}{2}=1\times {10}^{-3}Дж=1мДж\text{]}$

Изменение ёмкости:

Когда площадь пластин конденсатора уменьшается в 2 раза, ёмкость конденсатора пропорционально уменьшается также в 2 раза:

$\text{[}{C}_2=\frac{C_1}{2}=\frac{2\times {10}^{-7}}{2}=1\times {10}^{-7}Ф\text{]}$

Энергия после изменения $\text{(}{C}_2\text{)}:$

$\text{[}{W}_2=\frac{C_2{U}^2}{2}=\frac{1\times {10}^{-7}\times (100{)}^2}{2}=0,5\times {10}^{-3}Дж=0,5мДж\text{]}$

Совершённая работа на изменение ёмкости:

Работа равна разности энергий до и после изменения:

$\text{[}A=W_1-W_2=1мДж-0,5мДж=0,5мДж\text{]}$

Ответ: 0,5 мкДж