Question

При зарядке конденсатора до напряжения 1,4 кВ он получает заряд 28 нКл. Найти электроёмкость конденсатора , энергию электрического поля и площадь пластин , если расстояние между ними 1 мм.

Answer 1

Дано:
U = 1,4 кВ = 1 400 В
q = 28 нКл = 28*10⁻⁹ Кл
d = 1 мм = 1*10⁻³ м
ε = 1 - диэлектрическая проницаемость воздуха
ε₀ = 8,85*10⁻¹² Ф/м - электрическая постоянная
_____________________
C - ?
W - ?
S - ?

1)
Общая формула для емкости:
C = q / U
С = 28*10⁻⁹ / 1400 = 2*10⁻¹¹ Ф    или    20 пФ

2)
Энергия электрического поля конденсатора;
W = C*U² / 2 = 2*10⁻¹¹*1400² / 2 ≈ 20*10⁻⁶ Дж    или  20 мкДж

3)
Формула емкости конденсатора:
C = ε*ε₀*S /d 
Отсюда площадь пластины:
S = C*d / (ε*ε₀) = 2*10⁻¹¹*1*10⁻³ / (1*8,85*10⁻¹²) ≈ 2,3*10⁻³ м² или 23 см²