Номер 1005, страница 183 - гдз по физике 9-11 класс сборник задач Капельян, Аксенович

Дано:

Электроемкость конденсатора: $C = 0,80 \text{ мФ}$

Напряжение на конденсаторе: $U = 0,30 \text{ кВ}$

Продолжительность разрядки: $\Delta t = 2,4 \text{ мс}$

Перевод величин в систему СИ:

$C = 0,80 \text{ мФ} = 0,80 \times 10^{-3} \text{ Ф}$

$U = 0,30 \text{ кВ} = 0,30 \times 10^{3} \text{ В} = 300 \text{ В}$

$\Delta t = 2,4 \text{ мс} = 2,4 \times 10^{-3} \text{ с}$

Найти:

$W$ - энергию вспышки

$\langle P \rangle$ - среднюю мощность

Решение:

Энергия вспышки W

Энергия, выделяемая при вспышке, равна энергии электрического поля, запасенной в конденсаторе. Энергию заряженного конденсатора можно рассчитать по формуле:

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

Подставим числовые значения в единицах СИ:

$W = \frac{(0,80 \times 10^{-3} \text{ Ф}) \times (300 \text{ В})^2}{2} = \frac{0,80 \times 10^{-3} \times 90000}{2} = \frac{0,80 \times 10^{-3} \times 9 \times 10^4}{2} = \frac{7,2 \times 10^1}{2} = 36 \text{ Дж}$

Ответ: энергия вспышки составляет $W = 36 \text{ Дж}$.

Средняя мощность ⟨P⟩

Средняя мощность определяется как отношение полной энергии, выделившейся за время разрядки, к продолжительности этой разрядки:

$\langle P \rangle = \frac{W}{\Delta t}$

Подставим вычисленное значение энергии и данное время разрядки:

$\langle P \rangle = \frac{36 \text{ Дж}}{2,4 \times 10^{-3} \text{ с}} = \frac{36}{2,4} \times 10^3 \text{ Вт} = 15 \times 10^3 \text{ Вт} = 15 \text{ кВт}$

Ответ: средняя мощность вспышки составляет $\langle P \rangle = 15 \text{ кВт}$.