Между обкладками плоского конденсатора помещена параллельная им медная пластинка, толщина которой равна 1/3 зазора между обкладнами. Емкость конденсатора в отсутвствие пластинки равна C = 0,025 мкФ. Конденсатор подключен к источнику тока, вследствие чего заряжен до напряжения U = 100 В. Определить:

1) работу, которую нужно совершить, чтобы извлечь пластинку из конденсатора;

2) работу, совершаемую при этом источником тока.

Нагреванием пластинки пренебречь.

Заранее благодарна за любую посильную помощь!

H=1/3 d

C = 0,025 мкФ=25*10⁻⁹ Ф

U = 100 В

Определить:

1) работу, которую нужно совершить, чтобы извлечь пластинку из конденсатора;

2) работу, совершаемую при этом источником тока.

Нагреванием пластинки пренебречь.

Воспользуемся формулой емкости конденсатора

Меняется только расстояние. В первом случае d₁=2/3 d

C₁=ε₀S/d₁=3ε₀S / (2d) = 1.5 С

Во втором случае емкость равна емкости конденсатора

С ₂=С

Энергия заряженного конденсатора

W=CU ²/2

Работа равна разности энергий

A=W ₁-W₂=C₁U²/2-C₂U²/2 = (1.5C-C) U²/2=0.5CU²/2

A=0.5*25*10⁻⁹ * 100²/2=6,25*10⁻⁵ (Дж)

Поскольку емкость менялась, то меняется и заряд q. Работа источника тока

A' = ΔqU

Из определения емкости

q=UC

Тогда

A' = (q ₂-q₁) U = (UC₂-UC₁) U = (C₂-C₁) U² = (C-1.5C) U²=-0.5CU²=-0.5*25*10⁻⁹ * 100²=

=-12,5*10⁻⁵ (Дж)

Ответ: 1) 62,5 мкДж; 2) - 125 мкДж