Зарядталған конденсатордың энергиясы. Электр өрісінің энергиясы

ф = Зарядталған конденсатордың энергиясы

жүктеу 66,04 Kb.

бет	3/3
Дата	13.02.2022
өлшемі	66,04 Kb.
	#35699

1 2 3

1ф =

Зарядталған конденсатордың энергиясы.

Электр өрісінің энергиясы
1 . Импульстік фотожарқыл кезінде 300В кернеуге дейін зардталған сыйымдылығы 800мкФ конденсатордан қоректенеді.Разрядталудың ұзақтығы 2,4мс болғандағы жарқылдың энергиясын және орташа қуатын анықта?

Берілгені

C=800мкФ

t=2.4мс

U-300В

ХБЖ

2,4

Шешуі Есептелуі

W= P=

W-? P-?

Жауабы: 36Дж

P=15кВт

2.Егер конденсатордың кернеуін 4есе арттырса, онда конденсатордың энергиясы неше есе өзгереді?

Берілгені	Шешуі = = = = =	Есептелуі

Жауабы: энергия 16 есе артады

3.Сыйымдылығы 10мкФ конденсаторға 4мк Кл заряд берген.Зарядталған конденсатордың энергиясы қандай?

Берілгені

q=4мкФ

ХБЖ

1* Ф

4* Кл

Шешуі
W=

Есептелуі

W= = = 8*

Жауабы:W=

W= ?

4.Бір конденсатордың сыйымдылығы екіншісінің сыйымдылығынан 9 есе артық.Бұл конденсаторларда энергия бірдей болу үшін олардың қайсысына көбірек кернеу беру керек?Неше есе көбірек беру керек?

Берілгені	Шешуі = = = = =	Есептелуі

Жауабы: сыйымдылығы аз конденсаторға ( ) 3 есе артық кернеу беру керек

5. Жазық конденсатор платинларының әрқайсысының ауданы 200 ал олардың арақашықтығы 1см.Егер өрістің кернеулігі 500кВ/м болса, өрістің энергиясы қандай болады?

Берілгені

d=1cм

Е=500кВ/м

ХБЖ

1* м

5* В/м

Шешуі
W=

U=Ed(2)

C= (4)

W = = =

W= ?

Жауабы: W =

=1
- электрлі тұрақты
- астарлар арасындағы ортаның диэлектрлік өтімділігі.

6.Парафинделген қағаздан жасалған диэлекригі бар жазық конденсатордың пластиналарының ара қашықтығы 2мм, ал пластиналар арасындағы кернеу 200В.Өріс энергиясының тығыздығын анықта.

Берілгені

U=200B

ХБЖ

2* м

Шешуі

W= =

Есептелуі

= =9.735* =97мДж

Жауабы: =97мДж

= ?

7. Егер конденсатор пластиналарының арасындағы кеңістік маймен толтырса, зарядталған конденсатор өрісінің энергиясы неше есе өзгереді?
Мына жағдайларды қарастырыңдар:

а) конденсатор кернеу көзінен ажыратылған күйде қалады.

б) Конденсатор тұрақты кернеу көзіне қосылған күйде қалады.

Жауабын энергияның сақталу заңын пайдаланып түсіндіріңдер.

а) Конденсатор кернеу көзінен ажыратылғанда:

= Зарядталған конденсатор өрісінің энергиясы

q = CU пластиналар арасындағы кеңістіңті маймен

= толтырғаннан кейін E=2.5 есе азаяды, себебі

; = ; энергияның бөлігі диэлектриктің поляриза-

циясына жұмсалады.

б) Конженсатор тұрақты кернеу көзіне қосылғанда:

;

= ;

Конденсатор өрісінің энергиясы E=2.5 есе

артады. Энергия кернеу көзінен толықтырылады.
8. Зарядталған жазық конденсатордың пластиналарының арасындағы қашықтық 2 есе кемітіледі.

Өрістің энергиясы мен энергия тығыздығы неше есе өзгерді.

а) конденсатор кернеу көзінен ажыратылған

б) конденсатор тұрақты ток көзіне қосылған күйде қалады.
а) ә) б)

=
=

+

Энергия 2 есе азайды. Энергия тығыздығы өзгермейді.

б) Конденсатор тұрақты кернеу көзіне қосылғанда.

= ;

Конденсатор өрісіндегі энергия Е=2 есеартады.

Энергия тұрақты ток көзінен толықтырылады.

9. Сыйымдылығы 20мкФ конденсаторға түсірілген кернеуді 2 есе арттырғанда,өріс энергиясы 0,3Дж шамасына өсті.

Кернеу мен өріс энергиясының бастапқы мәндерін аңықта?

Берілгені U₁-?W₁-?	ХБЖ *210**^-5Ф	Шешуі	Есептеуі
С-20мкф		U₂=2U₁	Жауабы:U₁=100B W₁=0,1 ДЖ

10. Егер астарлар арасына болатын диэлектриктер орналастырған болса, конденсатор жинақтаған энергия қалай өзгереді?

Сыйымдылығы ..... конденсатор ток көзінен ажыратылған болса, оның энергиясы мына формулалармен анықталады.

Жауабы:

W= 2) C= 3) W=

кезде энергия 5есе азаяды.

11. Егер астарларының арасын диэлектрикпен толтырса, конденсатор энергиясы қалай өзгереді? Конденсатор кернеу көзіне қосылған.

Жауабы:

Сыйымдылығы С болатын ток көзіне қосылған (U=const) конденсатордың энергиясы W= ; мына формуламен анықталады

С= W=

Егер астарларының арасын диэлектрикпен толтырса, конденсатордың энергиясы 5 есе артады.

12. Егер кернеуін 2 есе арттырса, конденсатордың энергиясы қалай өзгереді?

Жауабы:

Конденсатордың энергиясыц тең

Егер кернеуін екі Uесе арттырса, конденсатордың энергиясы 4есе өседі.

13. Егер әрбір пластинаның зарядын екі есе арттырса, конденсатордың энергиясы қалай өзгереді?

Жауабы:

Конденсатордың энергиясы мына формуламен анықталады:W=

Егер әрбір пластинаның зарядын екі есе арттырса, конденсатордың энергиясы 4 есе арттырады.

14.Ток көзінен ағытылған және диэлектрик өтіміділігі сұйық диэлектрикпен толтырылған зарядталаған конденсатордың энергиясы W болған. Конденсатордың диэлектрикті төгіп тастайды. Конденсатордың электр өрісі энергиясы қандай болады.

Жауабы:

Ток көзінен ағытылған және диэлектрик өтімділігі сұйық диэлектрикпен толтырылған зарядталған конденсатордың энергиясы W(q=const)

W= = ; C =

Диэлектрик сұйықтығы төгіп тастағаннан кейін конденсатор энергиясы

W¹е=4 есеартады,яғниW¹⁼4W

15.Егер астарларының ара қашықтығын екі есе арттырса,конденсатырдың энергиясы қалай өзгереді?Конденсатор кернеу көзінен ағытылған.

Жауабы:

Сыйымдылығы С болатын,ток көзінен ажыратылған (q=const) конденсатор энергиясы

1)W=

2)C=

3)W= =

4)W=

Конденсатор пластиналарының арасындағы d ара қашықтық екі есе арттырса,онда энергия да 2 есе артады.

16. Егер конденсатор пластикаларының арасындағы ара қашықтықты екі есе арттырса, конденсатордың энергиясы қалай өзгереді? Конденсатор кернеу көзіне қосылған.

Жауабы:

Сыйымдылығы с болатын, ток көзіне қосылған (U = const) конденсатордың энергиясын W анықтайтын формула:

W=
C= (жазық конденсатордың сыйымдылығы) (2)- (1)=
W=

Егер конденсатор пластиналарыныңарасындағыd ара қашықты екі есе арттырса, онда конденсатор энергиясы 2 есе азаяды.

17. Егер зарядталған конденсаторге сондай зарядталмаған конденсаторды параллель қосатын болса, онда оның электростатикаялық энергиясы қалай өзгереді?

Жауабы:

Зарядталған және көзден ажыратылған, сыйымдылығы С конденсатордың (q=const) энергиясын мына формуламен анықталады:

Сыйымдылығы сондай C зарядталмаған конденсаторды параллель қосқан кезде бірінші конденсатордың заряды q 2 есе азаяды, осыған сәйкес энергиясы да 4 есе азаяды.

1. = ;

2. = =

3. / = 4

4. = 4

18.Үш бірдей конденсатор батарея болып қосылған. Оларды бір-бірімен параллель қосқан кезде конденсаторларда жинақталған энергия оларды тізбектей қосқандағыдан неше есе артық болады?

Жауабы:

Конденсаторлар кернеу (И= const) кезіне қосылғандықтан, олардың энергиясы: W = ;

Конденсаторларды тізбектей қосқан кезде олардың жалпы сыйымдылығы = , ал энергиясы = ;

Параллель қосқанда жалпы сыйымдылығы тең болады: = 3 , ал энергиясы: W = ;

= / = = 9 = 9 = 9

19.Сыйымдылығы с=1мкФ бірдей екі жазық конденсатор параллель қосылған және U=10B кернеуге дейін зарядталған.

Олардың біреуінің пластинасын өте үлкен қашықтыққа ажыратқан.Екінші конденсатордың энергиясын анықта?

Конденсатордың біреуін пластинасы өте үлкен қашықтыққа ажыраған кезде басқа конденсатордың пластинасының кернеуі мен заряды екі есе артады,онда осы конденсатордың энергиясы W = ;

Берілгені
C=1мкФ

U=10B

ХБЖ
1* Ф

Шешуі Есептелуі

W = ;

Жауабы:

W-?

20.зарядталған конденсатордың энегриясы қайда оқшауланған?

Жауабы:Зарядталған конденсатордың энегриясы оның астарларының арасындағы кеңістікте оқшауланған.

21. Зарядталған конденсатор өрісінңі энегриясын сақтайтын өрнекті көрсет

22.Электр өтімділігі ортадағы кернеулігі 2* В/м нүктедегі электр өрісі энергиясының тығыздығы неге тең?

Берілгені E=2* В/м	Шешуі =	Есептелуі =2.65*
-?

Жауабы: =2.65*

23. Жазық кондесатор 250В потенциалдар айырымына дейін зарядталған. Егер конденсатор астарларының ауданы 400см²,ал олардың ара қашықтығы 2мм болса,одна конденсатордың сыйымдылығы , заряды және энегиясы қандай болады?

Берілгені

=250B

S=400

d=2мм

ХБЖ
4*

2*

Шешуі

q=C

C=

W=

Есептелуі

C= =1.77* Ф

q=1.77* Ф*250B=4.4* Кл

W= =1.1* Дж

Жауабы:C=1.77* Ф

q=4.4* Кл

W= 1.1* Дж

q-?

c-?

W-?

24.Сыйымдылығы С=5пФ кернеу 300В конденсатордың энергиясы қанша?

Берілгені С=5пФ U=300B	ХБЖ 5*	Шешуі W=	Есептелуі W= =22,5* Ф *W=225 Ф=225нДж Жауабы:W=225* Ф=225нДж**
W-?

25.Конденсатордың энергиясын анықта, егер сыйымдылығы 3пФ, ал заряды 15нКл болса,

Берілгені С=3пФ q=15нКл	ХБЖ 3* 15*	Шешуі W=	Есептелуі W= =37,5* Дж=37.5мнДж Жауабы: W=37.5мнДж
W-?

26.Зарядталған конденсатордың зарядын өзгертпей, энергиясын ұлғайтуға болама?

Жауабы:

Болады егер пластиналарын алыстатса,ажыратқанда сыртқы күш энергиясы конденсатордың энегриясын ұлғаюына жұмсалады.

27.Ауа конденсаторын белгілі бір потенциалға дейін зарядталған жағдайда керосин құйғанда энергиясы есе азаяды.Қалған энергиясы қайда «жоғалады».

Жауабы:Қалған энергиясы диэлектриктің (керосиннің) ішкі энергиясына айналады.

28.Электрленген сабын көпіршігінің радиусы 2есе үлкейгенше үрлейді(заряд өзгермей бірқалыпты болады.)Зарядтың энергиясы қалай өзгереді?

Жауабы:

Көпіршік ұлғайғанда зарядтың энергиясы кемиді.Көпіршікті сфералық деп санаса онда

W=

Көпіршіктің заряды өзгермей, радиусы 2 есе ұлғайғанда, энергия 2 есе кемиді.

29.Ток көзіне қосылған жағдайда жазық конденсатордың пластиналары алыстатып сосынток көзіне ажыратып алғашқы зарядталғаннан кейін пластиналарды алыстатады.Осы екі жағдайдан қайсысындапластиналарды ажыратуға көп жұмыс жасалады.

Жауабы:

Бірінші жағдайда пластиналарды алыстатқанда, потенциал айырымы тұрақты болады,ал сыйымдылығы және пластинадағы зарядтар азаяды.Осының бәрі пластиналар арасындағы күштің азайуын туындайды.

Екінші жағдайда заряд пластинада тұрақты.Өріс біртекті болғандықтан, пластиналар арасындағы әсерлесу күші алғашқы қалпындағы мәнін сақтайды.Сондықтан пластиналарды бірқалыпты орын ауыстырғанда,жұмыстың шамасы екінші жағдайда үлкен болады.

30.Жазық конденсатордың электр өрісіне энергиясы пайда болып,электрон үдеумен енгенде (электр өрісі күшінің жұмысы электронның орын ауыстыруына жұмсалады)онда, конденсатор заряды азаяма?

Жауабы: Егер конденсатор жеке болса, онда заряды бірқалыпты болады.Конденсатор өрісіне электрон енгізу үшін, өріс күшіне қарсы жұмыс жасау қажет.Сондықтан, теріс зарядталған конденсатордың пластинасының жанындағы зарядта потенциалдық энергия болады.Электрон үдеумен конденсатордың пластиналарының арасына енуі, осы потенциалдық энергияның кинетикалық энергияға ауысуы әсерінен болады.

жүктеу 66,04 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3