Какова энергия электрического поля конденсатора, если его ёмкость равна 6 мкФ, а заряд составляет 3•10^-4 Кл?

Физика 11 класс Энергия электрического поля конденсатора энергия электрического поля конденсатор ёмкость 6 мкФ заряд 3•10^-4 Кл физика 11 класс Новый

Чтобы найти энергию электрического поля конденсатора, мы можем использовать формулу для энергии, хранящейся в конденсаторе:

W = (1/2) * C * U^2

где:

• W - энергия конденсатора (в Джоулях),
• C - ёмкость конденсатора (в Фарадах),
• U - напряжение на конденсаторе (в Вольтах).

Однако, у нас есть заряд (Q) конденсатора, и мы можем выразить напряжение через заряд и ёмкость:

U = Q / C

Теперь подставим это выражение в формулу для энергии:

W = (1/2) * C * (Q / C)^2

Упростим это уравнение:

W = (1/2) * C * (Q^2 / C^2) = (1/2) * (Q^2 / C)

Теперь мы можем подставить известные значения. У нас:

• C = 6 мкФ = 6 * 10^-6 Ф,
• Q = 3 * 10^-4 Кл.

Подставим эти значения в формулу для энергии:

W = (1/2) * (3 * 10^-4)^2 / (6 * 10^-6)

Сначала вычислим квадрат заряда:

(3 * 10^-4)^2 = 9 * 10^{-8}

Теперь подставим это значение в формулу:

W = (1/2) * (9 * 10^{-8}) / (6 * 10^{-6})

Теперь вычислим деление:

9 * 10^{-8} / 6 * 10^{-6} = 1.5 * 10^{-2}

Теперь подставим это значение в уравнение:

W = (1/2) * 1.5 * 10^{-2} = 0.75 * 10^{-2} = 7.5 * 10^{-3} Дж

Таким образом, энергия электрического поля конденсатора составляет 7.5 мДж.