Определите электроемкость конденсатора для изготовления которого использовали ленту алюминиевой фольги...

Чтобы определить электроемкость конденсатора, для изготовления которого использовали ленту алюминиевой фольги и парафинированную бумагу, нужно воспользоваться формулой для плоского конденсатора. Формула для электроемкости ( C ) плоского конденсатора выглядит следующим образом:

[ C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 A}{d}, ]

где:

• ( \varepsilon ) — относительная диэлектрическая проницаемость материала (в данном случае парафинированной бумаги),
• ( \varepsilon_0 ) — электрическая постоянная ((8.85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м})),
• ( A ) — площадь обкладок,
• ( d ) — расстояние между обкладками, которое соответствует толщине парафинированной бумаги.

Дано:

• ( \varepsilon = 2.5 ),
• ( A = 2 \, \text{м} \times 0.1 \, \text{м} = 0.2 \, \text{м}^2 ),
• ( d = 1 \times 10^{-4} \, \text{м} ),
• ( V = 400 \, \text{В} ).

Теперь подставим значения в формулу:

[ C = \frac{2.5 \times 8.85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м} \times 0.2 \, \text{м}^2}{1 \times 10^{-4} \, \text{м}}. ]

[ C = \frac{4.425 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м} \times 0.2 \, \text{м}^2}{1 \times 10^{-4} \, \text{м}}. ]

[ C = \frac{8.85 \times 10^{-13} \, \text{Ф}}{1 \times 10^{-4}}. ]

[ C = 8.85 \times 10^{-9} \, \text{Ф}. ]

Теперь вычислим энергию, запасенную в конденсаторе, используя формулу для энергии ( W ) заряженного конденсатора:

[ W = \frac{1}{2} C V^2. ]

Подставим найденную емкость и напряжение:

[ W = \frac{1}{2} \times 8.85 \times 10^{-9} \, \text{Ф} \times (400 \, \text{В})^2. ]

[ W = \frac{1}{2} \times 8.85 \times 10^{-9} \, \text{Ф} \times 160000 \, \text{В}^2. ]

[ W = \frac{1}{2} \times 1.416 \times 10^{-3} \, \text{Дж}. ]

[ W = 0.708 \times 10^{-3} \, \text{Дж}. ]

[ W = 0.708 \, \text{мДж}. ]

Таким образом, электроемкость конденсатора составляет ( 8.85 \times 10^{-9} \, \text{Ф} ), а энергия, запасенная в нем при напряжении 400 В, равна ( 0.708 \, \text{мДж} ).

Для определения электроемкости конденсатора, используем формулу: C = ε₀ ε A / d, где C - электроемкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная (ε₀ ≈ 8.8510^(-12) Ф/м), ε - диэлектрическая проницаемость парафинированной бумаги (ε ≈ 1), A - площадь пластин конденсатора (A = 2м 0.1м = 0.2 м^2), d - расстояние между пластинами конденсатора (d = 1*10^(-4) м).

Подставляем известные значения и получаем: C = 8.8510^(-12) 1 0.2 / (110^(-4)) = 0.0177 Ф = 17.7 мкФ.

Для определения энергии, запасенной в конденсаторе, используем формулу: E = 0.5 C V^2, где E - энергия, запасенная в конденсаторе, V - напряжение на конденсаторе (V = 400 В).

Подставляем значения и получаем: E = 0.5 0.0177 (400)^2 = 0.3556 Дж = 355.6 мДж.

Таким образом, электроемкость конденсатора составляет 17.7 мкФ, а запасенная в нем энергия при зарядке до напряжения 400 В равна 355.6 мДж.