Номер 1, страница 345 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 104. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов. Глава 14. Электростатика - номер 1, страница 345.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Энергия заряженного конденсатора — это потенциальная энергия электрического поля, сосредоточенного между его обкладками. Эта энергия накапливается в процессе зарядки конденсатора и равна работе, которую совершил внешний источник тока для переноса заряда с одной обкладки на другую, создавая между ними разность потенциалов (напряжение).

Величина этой энергии ($W_e$) зависит от электроёмкости конденсатора ($C$), заряда, накопленного на его обкладках ($q$), и напряжения между обкладками ($U$).

Существует три эквивалентные формулы для расчёта энергии заряженного конденсатора. Выбор конкретной формулы зависит от того, какие величины известны.

1. Через заряд и электроёмкость:

$W_e = \frac{q^2}{2C}$

2. Через электроёмкость и напряжение:

$W_e = \frac{CU^2}{2}$

3. Через заряд и напряжение:

$W_e = \frac{qU}{2}$

Эти формулы взаимосвязаны через основное уравнение для конденсатора: $q = C \cdot U$.

В международной системе единиц (СИ):

• энергия $W_e$ измеряется в джоулях (Дж);
• заряд $q$ — в кулонах (Кл);
• напряжение $U$ — в вольтах (В);
• электроёмкость $C$ — в фарадах (Ф).

Ответ: Энергия заряженного конденсатора равна работе, затраченной на его зарядку, и может быть вычислена по одной из трех эквивалентных формул: $W_e = \frac{q^2}{2C}$, $W_e = \frac{CU^2}{2}$ или $W_e = \frac{qU}{2}$, где $q$ — заряд, $C$ — электроёмкость, а $U$ — напряжение на конденсаторе.