Розв'язок

S = 210-2 м2 d = 10-3 м U = 300 В  = 7  = 1 0 = 8,8510-12 Ф / м	а) Енергiя зарядженого конденсатора зi скляною пластинкою: W1 = , або пiсля пiдстановки С1 = ; W1 = .
W  ?

Якщо на обкладках пiдтримується стала напруга, то пiсля вилучення скла енергiя буде дорiвнювати

W₂ = .

Змiна енергiї у випадку "а":

W = W₁ -W₂ = .

Розмiрнiсть  [W] == ФВ² = КлВ = Дж.

Числове значення 

W = = 4,7810^-5 Дж.

б) Якщо конденсатор вiдiмкнуто вiд джерела струму до вилучення склянної пластини, то рiзниця потенцiалiв мiж обкладками пiсля вилучення дiелектрика змiниться, проте збережеться заряд на обкладках (оскільки йому нiкуди подiтися). Енергiю конденсатора в цьому випадку доцiльно подать спiввiдношенням

W₁ =; W₂ =.

Тоді W = W₁ -W₂ = ,

або, оскільки q = C₁ U, то

W = =.

Числове значення 

W = = 3,3510^-4 Дж.

У випадку "а" енергiя конденсатора зменшилась, а у випадку "б"  збiльшилась.

Задача 7. Визначити ККД акумулятора, ЕРС у якого дорiвнює 2,15 В, якщо вiн подає у зовнiшнє коло струм силою 5 A. Внутрiшнiй опiр акумулятора 0,18 Ом.

Розв'язок

Е = 2,15 В I = 5 A r = 0,18 Ом	ККД джерела струму дорiвнює вiдношенню енергii, що витрачає джерело струму у зовнiшньому колi, до всiєї витраченої енергiї:  =, (1)
  ?

Визначимо зовнiшнiй опiр кола за допомогою закону Ома для контура:

I = R =.

Пiдставляючи значення R в рівняння (1), одержуємо

 = =.

Числове значення ККД дорiвнює

 = 1 0,90 / 2,15 = 0,58.

Задача 8. На кiнцях залiзного проводу довжиною 1,5 м i радiусом перерiзу 0,3 мм пiдтримується напруга 1,0 В. Визначити: 1) потужнiсть, яка споживається у проводi; 2) кiлькiсть тепла, яке видiляється у проводi за 1 год; 3) густину струму; 4) число електронiв, що проходить через поперечний перерiз проводу за 1 с.

Розв'язок

I = 1,5 м U= 1,0 В е = 1,610-19 Кл  = 8,710-8 Омм r = 310-4 м t1 = 3600 c t2 = 1 c	1. Потужнiсть, яка споживається у провiднику, визначається силою струму i напругою: P = IU. (1) Силу струму знайдемо за законом Ома для дiлянки кола: I = U / R. (2) Опiр провiдника за його геометричними розмірами визначається так:
P, Q, j, N  ?

R = =, (3)

де   питомий опiр матерiалу провiдника; l  довжина провiдника; S  площа поперечного перерізу провідника. Пiдставляючи формулу (3) в формулу (2), маємо

I = . (4)

Числове значення сили струму

I = = 1,44A.

Згiдно з формулою (1), потужнiсть дорiвнює

P = IU = 1,44 A1,0 В = 1,44 Вт.

2. Кiлькiсть теплоти, що видiляється в провiднику за 1 годину, визначимо за формулою

Q = IUt = 1,44 A1,0 В3600 c = 5,1810³ Дж.

3. Густину струму визначимо за спiввiдношенням

j = I / S = I / ( r² ) = 1,44 A / ( 910^-8 м² ) = 5,0910⁶ A / м² = 5,1 A/мм².

4. Число електронiв N, що проходять через поперечний перерiз провiдника за 1 с, знайдемо за спiввiдношенням

N = =,

де q  заряд, що пройшов через поперечний перерiз провiдника за час t₂; e  заряд електрона.

Числове значення  N = = 910¹⁸.

Задача 9. Вiд джерела, рiзниця потенцiалiв на клемах якого 10⁵ В, треба передати потужнiсть 50 кВт на вiдстань 5 км. Допускаються втрати напруги в проводах 1%. Розрахувати найменший перерiз мiдного проводу, придатного для цiєї мети.