8013. Два плоских конденсатора имеют одинаковую емкость. В один из них вставили пластинку с диэлектрической проницаемостью е = 6, заполняющую весь объем между обкладками, и зарядили этот конденсатор так, что запасенная в нем энергия составила W0=2∙10-6Дж. Отсоединив источник, пластинку удалили, и к заряженному конденсатору параллельно подсоединили второй, незаряженный конденсатор. Найти энергию W, которая будет запасена в конденсаторах после их перезарядки.
Дано: е = 6; W0=2∙10-6Дж
Найти: W=?
Решение. Пусть C0 - емкость пустого конденсатора. Энергия заряженного конденсатора, заполненного диэлектриком, выражается через заряд q на нем, как
При вытаскивании диэлектрической пластинки из конденсатора, отключенного от источника, заряд на конденсаторе не изменяется, поэтому энергия конденсатора становится равной
Увеличение энергии в е раз происходит за счет работы, совершенной при удалении пластинки (диэлектрик втягивается внутрь заряженного конденсатора). Когда к заряженному конденсатору подсоединили такой же незаряженный, емкость системы удвоилась, а заряд остался прежним. Следовательно, энергия системы в конечном состоянии равна
Уменьшение энергии конденсаторов в процессе их перезарядки связано с выделением теплоты при перемещении зарядов по соединительным проводам.
Отсюда
Ответ.
