Плоский конденсатор представляет собой устройство, состоящее из двух параллельных металлических пластин, разделенных небольшим расстоянием․ Когда конденсатор подключается к источнику напряжения, между его пластинами возникает электрическое поле․Рассмотрим ситуацию, когда расстояние между пластинами конденсатора уменьшается в 2 раза․ Это означает٫ что расстояние между пластинами стало в два раза меньше и равно d/2٫ где d ⎼ исходное расстояние между пластинами․
Также данный конденсатор погружен в жидкий диэлектрик, у которого диэлектрическая проницаемость равна 2․ Это означает, что диэлектрическая проницаемость данного материала в 2 раза превышает проницаемость вакуума․Исходя из этих данных, можно определить, как изменится энергия поля конденсатора при данных условиях․
Энергия поля конденсатора может быть рассчитана по формуле⁚
W (1/2) * C * V^2,
где W ⎻ энергия поля конденсатора, C ⎼ емкость конденсатора, V ⎻ напряжение на конденсаторе․Емкость конденсатора можно определить по формуле⁚
C (ε * ε0 * S) / d,
где ε ⎼ диэлектрическая проницаемость, ε0 ⎻ электрическая постоянная, S ⎼ площадь пластин, d ⎻ расстояние между пластинами․Теперь, когда у нас все формулы есть, мы можем провести расчеты․Для удобства, предположим, что начальная емкость конденсатора (когда он не погружен в жидкий диэлектрик) равна С0․ Тогда энергия поля конденсатора в этом случае будет равна⁚
W0 (1/2) * C0 * V^2;Далее٫ когда мы уменьшаем расстояние между пластинами в 2 раза (d/2)٫ новая емкость конденсатора будет равна⁚
C’ (2 * ε0 * S) / (d/2) 4 * C0․Таким образом, новая энергия поля конденсатора будет равна⁚
W’ (1/2) * C’ * V^2 (1/2) * (4 * C0) * V^2 2 * (1/2) * C0 * V^2 2 * W0․Таким образом, энергия поля конденсатора увеличится в 2 раза при уменьшении расстояния между пластинами в 2 раза и полном погружении в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью равной 2․Ответ⁚ Увеличится в 2 раза․ (1245)