一平行板电容器有两层介质,相对介电常数分别为εr1=4和εr2=2,厚度分别为d1=2mm和d2=3mm,板面积为S=50mm^2,两极板间电压为U=200V,试计算：①每一层介质中的电场能量密度；②每层介质中的总能量；③用电容器的能量公式
问题描述：
一平行板电容器有两层介质,相对介电常数分别为εr1=4和εr2=2,厚度分别为d1=2mm和d2=3mm,板面积为S=50mm^2,两极板间电压为U=200V,试计算：①每一层介质中的电场能量密度；②每层介质中的总能量；③用电容器的能量公式计算总能量.
答
1、空气的介电常数为1,所以,两层介质的介电常数就为ε1=4和ε2=2.
2、对于整个电容器：
电场E=σ/ε.σ为电容器极板电荷密度.
U=∫Edl.l为极板厚度.
由此,可求出σ和Q.
3、能量密度：w=εE^2/2,
4、可用3的结果乘以体积求出总能量.
5、E=QU/2