1) воздух 2) фарфор с относительной диэлектрической проницательностью 5
ДАНО
S=100 см^2 =100*10^-4 м2
d=3 мм =3*10^-3 м
U=300 B
ε1=1 - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха
ε2=5 - относительная диэлектрическая проницаемость фарфора
ε0 = 8.85*10^-12 Ф/м - электрическая постоянная
-
W1 - ω1 -
W2 - ω2 -
РЕШЕНИЕ
Энергия поля конденсатора
W=CU^2/2
где
U - разность потенциалов на пластинах конденсатора
С - электроемкость
Емкость конденсатора
C=εε0S/d
W=CU^2/2 = εε0S/d * U^2/2
W1=1*8.85*10^-12*100*10^-4/(3*10^-3) * 300^2/2 =1.3275*10^-6 Дж= 1.33 мкДж
W2=5*8.85*10^-12*100*10^-4/(3*10^-3) * 300^2/2 =6.6375*10^-6 Дж= 6.64 мкДж
Объемная плотность энергии поля конденсатора
ω=W/V
где
W - энергия поля конденсатора
V=Sd- объем, занимаемый полем (объем пространства между пластинами конденсатора )
ω=W/V =W/(Sd)
ω1=1.3275*10^-6 /(100*10^-4*3*10^-3)=0.044 Дж/м3
ω2=6.6375*10^-6 /(100*10^-4*3*10^-3)= 0.221 Дж/м3
ОТВЕТ
W1=1.3275*10^-6 Дж= 1.33 мкДж
W2=6.6375*10^-6 Дж= 6.64 мкДж
ω1=0.044 Дж/м3
ω2=0.221 Дж/м3