Практическое занятие 7. 1. Вычислите электроемкость тела
Практическое занятие 7. 1. Вычислите электроемкость тела человека, считая ее равной емкости электропроводящего шара того же объема. Среднюю плотность тела принять равной ρ = 1 г/см3; масса человека m = 60 кг. 2. Плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого d = 0,5 см, заряжен до разности потенциалов U = 700 В. Диэлектрик- кровь. Определите объемную плотность энергии поля конденсатора. 3. На пластины плоского конденсатора, расстояние между которыми d = 3 см, подано напряжение U = 1 кВ. Пространство между пластинами заполнено кровью. Найдите поверхностную плотность связанных зарядов.
- Для вычисления электроемкости тела человека, считая ее равной емкости электропроводящего шара того же объема, нужно сначала найти объем тела человека. Объем можно найти, зная массу и среднюю плотность тела:
V = m / ρ = 60 кг / 1 г/см^3 = 60000 г / 1 г/см^3 = 60000 см^3
Теперь, зная объем, можно найти радиус шара, который имеет такой же объем:
V = (4/3)πr^3 r^3 = (3/4π)V r = (3/4πV)^(1/3)
Теперь, зная радиус, можно найти емкость электропроводящего шара:
C = 4πε₀r
где ε₀ - электрическая постоянная.
- Для определения объемной плотности энергии поля конденсатора нужно использовать формулу:
u = (1/2)εE^2
где u - объемная плотность энергии поля, ε - диэлектрическая проницаемость, E - напряженность электрического поля.
Напряженность электрического поля можно найти, используя формулу:
E = U / d
где U - разность потенциалов, d - расстояние между пластинами.
Таким образом, объемная плотность энергии поля будет:
u = (1/2)ε(U/d)^2
- Для нахождения поверхностной плотности связанных зарядов на пластинах плоского конденсатора нужно использовать формулу:
σ = Q / A
где σ - поверхностная плотность связанных зарядов, Q - заряд на пластинах, A - площадь пластин.
Заряд на пластинах можно найти, используя формулу:
Q = CU
где C - емкость конденсатора, U - напряжение.
Площадь пластин можно найти, используя формулу:
A = S / d
где S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами.
Таким образом, поверхностная плотность связанных зарядов будет:
σ = (CU) / (S / d) = C(Ud) / S