Площадь пластин плоского конденсатора равна 200 см2, а рас­стояние между ними 8 мм. определите энергию электрического поля конденсатора, если ему сообщили заряд 5 нкл и погрузи­ли в машинное масло, диэлектрическая проницаемость которо­го 2,5.

Энергия электрического поля конденсатора составляет примерно $2.26\times {10}^{-7}$ Дж. ️ Шаг 1: Определение емкости конденсатора Для расчета емкости плоского конденсатора в диэлектрической среде используется формула: $C=\frac{\epsilon {\epsilon }_{0}S}{d}$ где:

• $\epsilon =2.5$ — диэлектрическая проницаемость масла; ${\epsilon }_0\approx 8.854\times {10}^{-12}$ Ф/м — электрическая постоянная; $S=200{\text{см}}^2=0.02{\text{м}}^2$ — площадь пластин; $d=8\text{мм}=0.008\text{м}$ — расстояние между пластинами.

Подставим значения: $C=\frac{2.5\cdot 8.854\times {10}^{-12}\cdot 0.02}{0.008}\approx 5.534\times {10}^{-11}\text{Ф}$ ️ Шаг 2: Расчет энергии электрического поля Энергия $W$ заряженного конденсатора через его заряд $q$ и емкость $C$ выражается формулой: $W=\frac{q^2}{2C}$ Здесь заряд $q=5\text{нКл}=5\times {10}^{-9}\text{Кл}$. Подставим рассчитанную емкость в формулу энергии: $W=\frac{(5\times {10}^{-9}{)}^2}{2\cdot 5.534\times {10}^{-11}}=\frac{2.5\times {10}^{-17}}{1.1068\times {10}^{-10}}\approx 2.259\times {10}^{-7}\text{Дж}$ Ответ: Энергия электрического поля конденсатора равна $2.26\mathbf{\times }{10}^{-7}$ Дж (или $0.226$ мкДж). Требуется ли вам пересчитать напряженность поля или разность потенциалов для этого же конденсатора?