Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 100 см2 и расстоянием, между ними 1 мм заряжен до 100 В. Затем пластины раздвигаются до расстояния 25 мм. Найти энергию конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: 1) не отключается; 2) отключается.

S=100 см²=1*10^-2 м², d1 = 1 мм=10^-3 м, U = 100 В, d2 = 25 мм=0,025 м. W1-? W2-?

1) не отключается; Напряжение не меняется.

C1=ε0εS/d1, W1=C1U²/2=ε0εSU² / (2d1),

W1 = 8,85*10^-12*10^-2*10^4 / (2*10^-3) = 4,43*10^-7 Дж.

C2=ε0εS/d2, W2=C2U²/2=ε0εSU² / (2d2),

W2=8,85*10^-12*10^-2*10^4 / (0,05) = 0,177*10^-7 Дж.

2) отключается. Заряд не меняется.

W1=q² / (2C1). q=C1U, C1=ε0εS/d1. q=ε0εSU/d1.

W1 = (C1²U² / (2C1) = C1U²/2=ε0εSU² / (2d1).

W1 = 4,43*10^-7 Дж.

W2=q² / (2C2) = (ε0εSU) ² / (2C2d1²), C2=ε0εS/d2,

W2 = (ε0εSU) ²d2 / (2ε0εSd1²) = (ε0εSU²d2 / (2d1²),

W2 = 8,85*10^-12*10^-2*10^4 * 0,025 / (2*10^-6) = 0,11*10^-4 Дж.