Номер 3, страница 155 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

3. Как можно рассчитать энергию электростатического поля заряженного конденсатора?

Энергия заряженного конденсатора — это энергия его электростатического поля, которое сосредоточено в основном в пространстве между его обкладками. Эта энергия равна работе, которую совершает внешний источник для того, чтобы зарядить конденсатор, то есть перенести заряд с одной обкладки на другую.

Рассчитать энергию электростатического поля заряженного конденсатора можно, используя одну из трех эквивалентных формул. Выбор конкретной формулы зависит от того, какие параметры системы известны.

1. Если известны заряд $q$ на обкладках конденсатора и напряжение $U$ (разность потенциалов) между ними, используется формула:

   $W = \frac{qU}{2}$

2. Если известны электроёмкость $C$ конденсатора и напряжение $U$ между обкладками, то, используя соотношение $q = CU$, можно получить формулу:

   $W = \frac{CU^2}{2}$

3. Если известны заряд $q$ и электроёмкость $C$ конденсатора, то, используя соотношение $U = q/C$, можно получить формулу:

   $W = \frac{q^2}{2C}$

В этих формулах используются следующие величины в системе СИ:

• $W$ — энергия электростатического поля, измеряемая в джоулях (Дж);
• $q$ — заряд конденсатора (модуль заряда одной из обкладок), измеряемый в кулонах (Кл);
• $U$ — напряжение между обкладками, измеряемое в вольтах (В);
• $C$ — электроёмкость конденсатора, измеряемая в фарадах (Ф).

Все три формулы полностью эквивалентны и дают одинаковый результат при корректных исходных данных.

Ответ: Энергию электростатического поля заряженного конденсатора можно рассчитать по одной из трех формул: $W = \frac{qU}{2}$ (через заряд и напряжение), $W = \frac{CU^2}{2}$ (через ёмкость и напряжение), или $W = \frac{q^2}{2C}$ (через заряд и ёмкость).