80
Практичне заняття № 8.
ЕНЕРГІЯ ТА ГУСТИНА ЕНЕРГІЇ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ.
Задачі, рекомендовані для розв’язку
в аудиторії: [6] 21.1, 21.3, 21.8, 21.13, 21.15.
дома: [5] 3.149 – 3.152, 3.158 – 3.162, 3.166 – 3.168.
Задача № 8.1.
Відстань між пластинами плоского конденсатора
d
= 2см, різниця потенціалів
U
=
6000В. Заряд кожної пластини
q
= 10
-8
Кл. Обчислити енергію
W
поля
конденсатора та силу
F
взаємного притягання пластин.
Розв’язок:
Енергію електричного поля конденсатора обчислимо як:
.
Uq
W =
;
5
38
103
10610
−
−
⋅=
⋅
=W
(Дж)
Сила, з якою одна з пластин притягує другу пластину дорівнює добуткові
заряду на одній з пластин
q
на напруженість поля
E
1
, створеного іншою
пластиною. Ця напруженість
E
1
буде дорівнювати половині напруженості поля
конденсатора (поля, створеного обома пластинами):
3
1
105,1
−
⋅=====
W
qUE
qqEF
Н
Задача № 8.2.
Сила взаємного притягання між пластинами плоского конденсатора
F
=5⋅10
-2
Н.
Діелектрик – повітря. Площа кожної пластини
S
=200см
2
. Визначити
густину енергії
w
поля конденсатора.
Розв’язок:
Густина енергії електричного поля конденсатора дорівнює:
W
w =
,
тут
V = S
⋅
⋅⋅
⋅
d
– об’єм простору між пластинами. Для обчислення енергії поля
конденсатора скористаємося розв’язком попередньої задачі:
W = F
⋅
⋅⋅
⋅
d
, тоді:
.
F
dF
dF
w =
⋅
=
=
5,2
1050
2
3
=
⋅
⋅
=
−
−
w
Дж/м
3
Задача № 8.3.