Энергія електричного поля конденсатора визначається за допомогою формули:
[ W = \frac{1}{2} C U^2 ]
де ( W ) — енергія, ( C ) — ємність конденсатора, а ( U ) — напруга, прикладена до конденсатора.
Давайте підставимо задані значення у формулу:
- Ємність ( C ) = 20 мкФ = 20 × 10^-6 Ф (фарад)
- Напруга ( U ) = 220 В
Обчислимо енергію:
[ W = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-6} \, \text{Ф} \times (220 \, \text{В})^2 ]
Спочатку обчислимо квадрат напруги:
[ (220 \, \text{В})^2 = 48400 \, \text{В}^2 ]
Тепер підставимо цей результат у формулу:
[ W = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-6} \, \text{Ф} \times 48400 \, \text{В}^2 ]
Продовжуємо обчислення:
[ W = \frac{1}{2} \times 20 \times 10^{-6} \times 48400 ]
[ W = 10 \times 10^{-6} \times 48400 ]
[ W = 484000 \times 10^{-6} ]
[ W = 0.484 \, \text{Дж} ]
Отже, енергія електричного поля конденсатора ємністю 20 мкФ при напрузі 220 В дорівнює 0.484 джоулів.