Содержание
Задача №1. Плоский конденсатор расстояние между пластинами которого d1 = 10 см, заряжен до разности потенциалов U1 = 250 В и отключен от источника. Площадь каждой из пластин конденсатора S = 100 см2. Как изменятся емкость, разность потенциалов, энергия конденсатора и объемная плотность энергии его поля, если в пространство между ними поместить фарфоровую плитку толщиной 2 см и прижать к ней пластины? Диэлектрическая проницаемость фарфора равна 5.
Задача №2. Электродвигатель работает в сети с напряжением U = 120 В. Мощность двигателя N=1,2 кВт, коэффициент полезного действия η = 75%. Определить силу тока, потребляемую двигателем и сопротивление его обмоток.
Задача №3. Батарея с ЭДС Е=16 В замкнута на прибор. Сила тока в приборе 2А. Коэффициент полезного действия батареи η=0,75. Определить внутреннее сопротивление батареи.
Задача №4. Три одинаковых источника тока с ЭДС=1,5 В каждый соединены параллельно и создают в цепи ток I=1А. Определить коэффициент полезного действия батареи η, если внутреннее сопротивление каждого источника тока r=0,3 Ом.
Задача №5. Конденсаторы емкостью 2 мкФ и 8 мкФ соединены последовательно и подключены к источнику напряжения U=200 В. Определить разность потенциалов на каждом конденсаторе и энергию каждого конденсатора.
Задача №6. Найти разность потенциалов в воздушном конденсаторе, если между его обкладками поместили плотно прилегающую к ним фарфоровую пластинку. Первоначально конденсатор был заряжен до 200 В, а затем источник отключили. Диэлектрическая проницаемость фарфора равна 5.
Задача №7. Найти емкость и поверхностную плотность заряда на пластинах воздушного конденсатора, заряженного до разности потенциалов 200 В. Площадь каждой пластины 0,25 м2, расстояние между пластинами 1 мм.
Выдержка из текста
Задача №1. Плоский конденсатор расстояние между пластиами которого d1 = 10 см, заряжен до разности потенциалов U1 = 250 В и отключен от источника. Площадь каждой из пластин конденсатора S = 100 см2. Как изменятся емкость, разность потенциалов, энергия конденсатора и объемная плотность энергии его поля, если в пространство между ними поместить фарфоровую плитку толщиной 2 см и прижать к ней пластины? Диэлектрическая проницаемость фарфора равна 5.
Решение:
Найдем емксоть конденсатора до сдвигания его пластин и заполнения пространства между ними фарфоровой плиткой и после:
Подставим численные значения в выражения (1) и (2) и сравним полученные результаты:
Так как заполнение конденсатора фарфоровой плиткой и уменьшение расстояния между пластинами производилось после отключения от источника напряжения, то по закону сохранения электрического заряда заряд на пластинах конденсатора остается постоянным:
Энергия конденсатора и объемная плотность энергии его поля определяются выражениями:
Подставим численные значения в выражения (6) и сравним их.