Потенциальная энергия и потенциал Электрическая емкость

Предмет технической термодинамики и его методы Термодинамическая система. Основные параметры состояния. равновесное и неравновесное состояние. Уравнение состояния. Термические уравнения состояния. Теплота и работа как формы передачи энергии. Термодинамический процесс. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы (циклы).

Задачи

Электрическая емкость проводящей сферы

17.1. Найти электроемкость С уединенного металлического шара радиусом R=1 см.

17.2. Определить электроемкость С металлической сферы радиусом R=2 см, погруженной в воду.

17.3. Определить электроемкость С Земли, принимая ее за шар радиусом R=6400 км.

17.4. Два металлических шара радиусами R1=2 см и R2=6 см соединены проводником, емкостью которого можно пренебречь. Шарам сообщен заряд Q= 1 нКл. Найти поверхностную плотность σ зарядов на шарах.

17.5. Шар радиусом R1=6 см заряжен до потенциала φ1=300 В, а шар радиусом R2=4 см - до потенциала φ2=500 В. Определить потенциал φ шаров после того, как их соединили металлическим проводником. Емкостью соединительного проводника пренебречь.

Электрическая емкость плоского конденсатора

17.6. Определить электроемкость С плоского слюдяного конденсатора, площадь S Пластин которого равна 100 см2, а расстояние между ними равно 0,1 мм.

17.7. Между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов U =600 В, находятся два слоя диэлектриков: стекла толщиной d1=7 мм и эбонита толщиной d2=3 мм. Площадь S каждой пластины конденсатора равна 200 см2. Найти: 1) электроемкость С конденсатора; 2) смещение D, напряженность Е поля и падение потенциала Δφ в каждом слое.

17.8. Расстояние d между пластинами плоского конденсатора равно 1,33 мм площадь S пластин равна 20 см2. В пространстве между пластинами конденсатора находятся два слоя диэлектриков: слюды толщиной d1=0,7 мм и эбонита толщиной d2=0,3 мм. Определить электроемкость с конденсатора.

17.9. На пластинах плоского конденсатора равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью σ =0,2 мкКл/м2. Расстояние d между пластинами равно 1 мм. На сколько изменится разность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния d между пластинами до 3 мм?

17.10. В плоский конденсатор вдвинули плитку парафина толщиной d= 1 см, которая вплотную прилегает к его пластинам. На сколько нужно увеличить расстояние между пластинами, чтобы получить прежнюю емкость?

 17.11. Электроемкость с плоского конденсатора равна 1,5 мкФ . Расстояние d между пластинами равно 5 мм. Какова будет электроемкость С конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной d1=3 мм?

17.12. Между пластинами плоского конденсатора находится плотно прилегающая стеклянная пластинка. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U1 = 100 В. Какова будет разность потенциалов U 2, если вытащить стеклянную пластинку из конденсатора?

Две концентрические металлические сферы радиусами Rl=2 см и R2=2,1 см образуют сферический конденсатор. Определить его электроемкость С, если пространство между сферами заполнено парафином.

Энергия заряженного проводника. Энергия электрического поля.

Пример. Плоский воздушный конденсатор с площадью S пластины, равной 500 см2, подключен к источнику тока, ЭДС которого равна 300 В. Определить работу А внешних сил по раздвижению пластин от расстояния d1 = 1 см до d2=3 см в двух случаях: 1) пластины перед раздвижением отключаются от источника тока; 2) пластины в процессе раздвижения остаются подключенными к нему.

Энергия поля конденсатора определяется по формуле W=CU2/2, (2) где U - разность потенциалов, до которой заряжены пластины конденсатора; С - его электроемкость. Но C=εε0S/d, V=Sd. Подставив выражение С в формулу (2) и затем выражения W и V в формулу (1), получим ω=εε0U2/ (2d2).

Энергия плоского конденсатора

Контрольная работа № 2 1. Электростатика. Электрическое поле и его характеристики. Расчет вектора напряженности электрического поля и потенциала. 2. Сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики и их применение. 3. Проводники в электрическом поле. Электрическое поле внутри проводника и у его поверхности. Защита от электростатических полей. 4. Электростатические свойства текстильных материалов и обуви. 5. Работа и мощность тока Электронагревательные приборы. 6. Трехфазный ток. Схемы включения потребителей в цепи трехфазного тока. 7. Характеристики магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. 8. Электромагнитные волны Принципы приема и передачи радио и телесигналов.
Поляризация диэлектриков