Question

Kondensator płaski o pojemności 2 000 nF naładowano do napięcia 500 V, po czym odłączono
zasilanie. Jaką pracę trzeba teraz wykonać, aby czterokrotnie zwiększyć odległość
między okładkami kondensatora?

Answer 1

Ponieważ kondensator jest odłączony od źródła to ładunek na nim zgromadzony nie może się zmienić i zawsze wynosi: Q = C1·U1

 

Po oddalaniu okładek zmniejsza się pojemność kondensatora:

C2 = εo·S/(4·d) = 1/4·εo·S/d = C1 / 4

 

Początkowa energia kondensatora:  W1 = Q²/(2·C1)     i     jego energia końcowa: W2 = Q²/(2·C2) = Q²/(2·C1 / 4) = 4·Q²/(2·C1)

 

Wykonana praca równa jest przyrostowi energii:

W = W2 - W1 = 4·Q²/(2·C1) - Q²/(2·C1) = 3·Q²/(2·C1)

 

Po wstawieniu ładunku Q mamy:

W = 3·C1²·U1²/ (2·C1) = 1.5·C1·U1² = 1.5·2000·10⁻⁹·500² = 0.75 J