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.
где R - радиус шара, ε₀ - электрическая постоянная. Плотность тела человека ρ = 1 г/см³ = 1000 кг/м³, масса m = 60 кг. Объем шара равен V = m/ρ = 60/1000 = 0,06 м³. Тогда радиус шара
R = 3V/4π3V/4π3V/4π^1/31/31/3 = 3∗0,06/(4π)3*0,06/(4π)3∗0,06/(4π)^1/31/31/3 ≈ 0,23 м.
Электроемкость шара:
C = 4πε₀R = 4π8.8510^−12-12−120,23 ≈ 6,4510^−11-11−11 Ф.
Объемная плотность энергии поля конденсатора равна:
w = ε∗E2ε*E^2ε∗E2 / 2,
где ε - диэлектрическая проницаемость, E - напряженность электрического поля. Для вакуума ε = ε₀ = 8.85*10^−12-12−12 Ф/м, напряженность электрического поля E = U/d = 700/0,005 = 140000 В/м.
Тогда w = 8.85<em>10(−12)</em>14000028.85<em>10^(-12)</em>140000^28.85<em>10(−12)</em>1400002 / 2 ≈ 1,24*10^−3-3−3 Дж/м³.
Поверхностная плотность связанных зарядов на пластинах конденсатора равна:
σ = ε₀E,
где E - напряженность электрического поля. Напряженность электрического поля E = U/d = 1000/0,03 = 33333,33 В/м.
Тогда σ = 8.8510^−12-12−1233333,33 ≈ 2,96*10^−7-7−7 Кл/м².
C = 4πε₀R,
где R - радиус шара, ε₀ - электрическая постоянная. Плотность тела человека ρ = 1 г/см³ = 1000 кг/м³, масса m = 60 кг. Объем шара равен V = m/ρ = 60/1000 = 0,06 м³. Тогда радиус шара
R = 3V/4π3V/4π3V/4π^1/31/31/3 = 3∗0,06/(4π)3*0,06/(4π)3∗0,06/(4π)^1/31/31/3 ≈ 0,23 м.
Электроемкость шара:
C = 4πε₀R = 4π8.8510^−12-12−120,23 ≈ 6,4510^−11-11−11 Ф.
Объемная плотность энергии поля конденсатора равна:w = ε∗E2ε*E^2ε∗E2 / 2,
где ε - диэлектрическая проницаемость, E - напряженность электрического поля. Для вакуума ε = ε₀ = 8.85*10^−12-12−12 Ф/м, напряженность электрического поля E = U/d = 700/0,005 = 140000 В/м.
Тогда w = 8.85<em>10(−12)</em>14000028.85<em>10^(-12)</em>140000^28.85<em>10(−12)</em>1400002 / 2 ≈ 1,24*10^−3-3−3 Дж/м³.
Поверхностная плотность связанных зарядов на пластинах конденсатора равна:σ = ε₀E,
где E - напряженность электрического поля. Напряженность электрического поля E = U/d = 1000/0,03 = 33333,33 В/м.
Тогда σ = 8.8510^−12-12−1233333,33 ≈ 2,96*10^−7-7−7 Кл/м².