Zadania dodatkowe

Kondensator składa się z dwóch płaskich, równoległych okładek oddalonych o $\mathrm{0,4}\mathrm{mm}$ od siebie. Po dostarczeniu na nie ładunku $\mathrm{0,02}\mathrm{\mu C}$ różnica potencjałów między nimi wynosi $250\mathrm{V}$.

1. Jaka jest pojemność elektryczna kondensatora?
2. Jaka jest powierzchnia okładek?
3. Jaki jest ładunek zgromadzony na okładkach, jeśli różnica potencjałów wynosi $500\mathrm{V}$?
4. Jakie jest maksymalne napięcie, które można przyłożyć do okładek, tak aby natężenie pola elektrycznego między nimi nie przekroczyło $3\mathrm{MV}∕\mathrm{m}$?

Niech pojemność elektryczna kondensatora zmiennego będzie regulowana ręcznie w zakresie od $100\mathrm{pF}$ do $800\mathrm{pF}$ za pomocą pokrętła obracanego od $0°$ do $180°$. Do kondensatora ustawionego na $180°$ (co odpowiada pojemności $800\mathrm{pF}$) przyłożono napięcie $500\mathrm{V}$. Po naładowaniu kondensator odłączono od źródła prądu, a następnie pokrętło obrócono na $0°$.

1. Jaki jest ładunek na kondensatorze?
2. Jakie jest napięcie końcowe na kondensatorze?

Kondensatory o pojemnościach $4\mathrm{\mu F}$ i $6\mathrm{\mu F}$ połączono równolegle i przyłożono do nich napięcie $600\mathrm{V}$.

1. Oblicz ładunek i napięcie na każdym z nich;
2. Naładowane kondensatory odłączono od źródła prądu i od siebie nawzajem. Następnie połączono je z powrotem, spinając ze sobą okładki przeciwnych znaków. Oblicz końcowe wartości ładunku i napięcia na każdym z kondensatorów.

Kondensator płaski o pojemności elektrycznej $5\mathrm{\mu F}$ naładowano przy napięciu $12\mathrm{V}$, po czym odłączono akumulator. Oblicz minimalną pracę potrzebną do trzykrotnego zwiększenia odległości między okładkami kondensatora.

Trzy kondensatory o pojemnościach $\mathrm{8,4}\mathrm{\mu F}$, $\mathrm{8,4}\mathrm{\mu F}$ i $\mathrm{4,2}\mathrm{\mu F}$ połączono szeregowo i przyłożono do nich napięcie $36\mathrm{V}$.

1. Jaka jest całkowita energia zgromadzona w układzie?
2. Kondensatory odłączono od źródła prądu, nie rozładowując ich. Następnie połączono je równolegle, spinając okładki o jednakowych znakach ładunków. Jak zmieniła się całkowita energia zgromadzona w układzie?

Uruchomienie silnika ciężarówki wymaga $\mathrm{9,6}\cdot {10}^3\mathrm{J}$ energii elektrycznej.

1. Oblicz pojemność elektryczną kondensatora, który byłby w stanie zmagazynować taką energię przy napięcu $12\mathrm{V}$;
2. Dlaczego wynik jest nieracjonalny?
3. Które założenia są temu winne?

Pewien dowcipniś podłączył do kondensatora o pojemności $80\mathrm{\mu F}$ napięcie $450\mathrm{V}$, po czym z zaskoczenia rzucił naładowany kondensator ofierze. Palec chwytającego poparzyło wyładowanie elektryczne z kondensatora, które przeszło przez $\mathrm{0,2}\mathrm{g}$ ciała. Oszacuj przyrost temperatury ciała. Czy należy domniemywać, że nie nastąpiło żadne termodynamiczne przejście fazowe?