Плоский воздушный конденсатор емкостью 1.6 * 10^{3}пФ зарядили до разности потенциалов 500 В , отключили от источника напряжения и увеличили расстояние между пластинами в три раза. Определить разность потенциалов на пластинах конденсатора после их раздвижения и работу , совершоную внешними силами для раздвижения пластин.

ДАНО

С=1.6 * 10^3 пФ =1.6*10^-9 Ф

U=500 В

----------------------------

U1- ?  A -?

РЕШЕНИЕ

формула для расчета емкости С=ԑ ԑoS/d

d -расстояние между пластинами

при УВЕЛИЧЕНИИ расстояния между пластинами в три раза -емкость УМЕНЬШИТСЯ в три раза.

C=Q/U ; Q=CU

количество заряда на пластинах - неизменно

Q=CU=C1*U1

U1= CU/C1=C/C1*U=3U=3*500 =1500 B  - разность потенциалов  после раздвижения пластин

Энергия конденсатора ДО  W=CU^2/2

Энергия конденсатора ПОСЛЕ  W1=C1U1^2/2

Работа , совершенная внешними силами для раздвижения пластин

A=W-W1 = CU^2/2 - C1U2^2/2 = CU^2/2 - (C/3)U1^2/2 =C/2*(U^2-U1^2/3)

A= C/2*(U^2-U1^2/3) =1.6*10^-9 / 2*(500^2 - 1500^2/3)= -0.0004 Дж = - 0.4 мДж = -4*10^-4 Дж

ОТВЕТ 0.0004 Дж =  0.4 мДж  = 4*10^-4 Дж