3. Энергия электростатического поля заряженного плоского воз- душного конденсатора W= 0,80 мкДж. Определите заряд конден- сатора, если площадь каждой обкладки S = 25 см², а расстояние между ними d = 2,2 мм.

Логика такая:

1. Переведём все значения в систему СИ:

• \(W = 0.80 \text{ мкДж} = 0.80 \times 10^{-6} \text{ Дж}\)
• \(S = 25 \text{ см}^2 = 25 \times 10^{-4} \text{ м}^2\)
• \(d = 2.2 \text{ мм} = 2.2 \times 10^{-3} \text{ м}\)

2. Определим ёмкость конденсатора:

\[C = \varepsilon_0 \frac{S}{d},\]

где \(\varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \text{ Ф/м}\) — электрическая постоянная.

\[C = 8.85 \times 10^{-12} \frac{25 \times 10^{-4}}{2.2 \times 10^{-3}} = 1.00568 \times 10^{-11} \text{ Ф}.\]

3. Энергия конденсатора выражается формулой:

\[W = \frac{q^2}{2C}.\]

Выразим заряд q:

\[q = \sqrt{2WC}.\]

Подставим значения:

\[q = \sqrt{2 \cdot 0.80 \times 10^{-6} \cdot 1.00568 \times 10^{-11}} = \sqrt{1.609 \times 10^{-17}} = 4.01 \times 10^{-9} \text{ Кл} = 4.01 \text{ нКл}.\]

Ответ: 4.01 нКл

Проверка за 10 секунд: Убедись, что все единицы измерения переведены в СИ, проверь расчет ёмкости и подставь значения в формулу энергии.

Доп. профит: Уровень эксперт: Учти краевые эффекты и диэлектрическую проницаемость воздуха для более точных расчётов.