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[Risolto] Problema fisica

  

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Un condensatore piano, che ha le armature di superficie pari a $40 cm ^2$ distanti $2,0 mm$, viene caricato a una differenza di potenziale di $600 V$. Mantenendo collegato il condensatore alla sorgente di carica che mantiene costante la differenza di potenziale, lo spazio tra le armature è riempito con olio $\left(\varepsilon_r=4,5\right)$.

Calcola il valore del campo elettrico tra le armature prima e dopo l'inserimento del dielettrico.
Calcola la variazione di energia accumulata.
Per inserire il dielettrico si è compiuto un lavoro positivo o negativo? $\quad\left[3,0 \times 10^5 V / m ; 11 \times 10^{-6} J\right.$; positivo $]$

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ante 

campo elettrico E = V/d = 600*10^3/2 = 3,0*10^5 V/m

capacità C = εo*A/d = 8,854*10^-12*40*10^-4*10^3/2 = 17,7pF

carica Q = C*V = 17,7*10^-12*0,6*10^3 = 10,6 nCo

Energia E = C/2*V^2 = 17,7*10^-12/2*6^2*10^4 = 3,19 μjoule

 

post

capacità C' = C*εr = 80 pF 

Energia E' = E*C'/C = 12,8 μjoule

image

lavoro L = E'-E = 9,61 μjoule

 



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