Просьба решить электротехнику, пожалуйста
Плоский воздушный конденсатор заряжен до напряжения 40В, площадь пластин S=100 см2, расстоянием между пластинами Д = 1мм найдите энергию (нДж), которой обладает конденсатор
Результат ответа указать с точность до десятых долей
Нагрузка источника постоянного тока состоит из двух последовательно соединённых резисторов. Сопротивление первого равно 20 Ом, а на второй падает напряжение 80 В. Вся внешняя цепь потребляет мощность 240Вт
Определить силу тока, протекающего в цепи
Ответ привести в А
Два последовательно соединённых воздушных конденсатора с емкостями С1= 3 мкФ и С2 = 6 мкФ соответственно, присоединены к источнику напряжения U =12В
Найти во сколько раз изменится разность потенциалов между обкладками конденсатора С1, если полностью заполнить пространство между пластинами второго конденсатора диэлектрикам с диэлектрической проницаемостью е = 2,2. В качестве ответа напишите численное значение дроби U1k/U1н, где U1k И U1н - конечна и начальная разность потенциалов для конденсатора С1
Округлите результат до сотых долей
JD.
Задача 1: Энергия конденсатора
Преобразуем единицы измерения:
S = 100 см² = 0,01 м²
d = 1 мм = 0,001 м
Найдем емкость конденсатора:
C = ε₀ * S / d = 8,85 * 10⁻¹² Ф/м * 0,01 м² / 0,001 м = 8,85 * 10⁻¹¹ Ф
Найдем энергию конденсатора:
W = 0,5 * C * U² = 0,5 * 8,85 * 10⁻¹¹ Ф * (40 В)² = 7,1 * 10⁻⁸ Дж = 71 нДж
Ответ: Энергия конденсатора равна 71,0 нДж.
Задача 2: Сила тока в цепи
Найдем общее сопротивление цепи:
R = R₁ + R₂ = 20 Ом + (80 В / I) = 20 Ом + 80/I Ом
Запишем закон Ома для всей цепи:
U = I * R = I * (20 Ом + 80/I Ом)
Используем информацию о мощности:
P = I² * R = I² * (20 Ом + 80/I Ом) = 240 Вт
Решим уравнение:
I² * (20 Ом + 80/I Ом) = 240 Вт
20I² + 80I - 240 = 0
I² + 4I - 12 = 0
(I + 6)(I - 2) = 0
I = -6 А или I = 2 А
Выбираем положительное решение:
I = 2 А
Ответ: Сила тока в цепи равна 2,0 А.
Задача 3: Изменение разности потенциалов
Найдем начальную разность потенциалов на конденсаторе С₁:
U₁н = U * (C₁ / (C₁ + C₂)) = 12 В * (3 мкФ / (3 мкФ + 6 мкФ)) = 4 В
Найдем емкость конденсатора С₂ после заполнения диэлектриком:
C₂k = ε * C₂ = 2,2 * 6 мкФ = 13,2 мкФ
Найдем конечную разность потенциалов на конденсаторе С₁:
U₁k = U * (C₁ / (C₁ + C₂k)) = 12 В * (3 мкФ / (3 мкФ + 13,2 мкФ)) = 2,22 В
Найдем отношение U₁k/U₁н:
U₁k/U₁н = 2,22 В / 4 В = 0,56
Ответ: Разность потенциалов на конденсаторе С₁ уменьшилась в 0,56 раза.
У меня сейчас опять будет нервный тик...
Прикольно.