Estaba resolviendo una pregunta en un libro de Electromagnetics y necesito ayuda: se conectaron dos placas paralelas a una batería de 100V. Se retiró la batería y luego se colocó una placa de material dieléctrico entre las placas que tocaban la superior, pero dejando 0,25 mm de espacio libre en la parte inferior. Es necesario encontrar la intensidad del campo eléctrico y algunas otras cantidades después de insertar la losa.
La idea de la pregunta es saber qué permanece constante antes y después de insertar la losa. Es lógico suponer que la carga seguirá siendo la misma, ya que no hay forma de continuar una vez que se retira la batería. Sin embargo, después de resolver la pregunta con este supuesto, encontré que la energía total almacenada en el condensador después de insertar la losa es menor que la energía total antes de insertarla. Pensé que la energía también sería conservada pero aparentemente no lo es. ¿Alguien puede dar una explicación física de por qué la energía total del sistema es menor? ¿A dónde se fue esta energía?
Más detalles:
Platos área: 2x10 ^ 2 m2
Distancia entre las placas: 1,25 mm.
Espesor de la losa dieléctrica: 1 mm
Permitividad relativa de la losa dieléctrica: 5
Solución: antes de insertar la losa:
Capacitancia total = 1.42e-10 F
Voltaje = 100 v
Energía (W) = .5cv ^ 2 = 7.08e-7 Julios
densidad de carga superficial = densidad de flujo eléctrico = 1.42e-8 c / m2
Después de insertar la losa:
en la región de espacio libre: C = 7.08e-10 F, E = 80,000 v / m, v = 20V, W = 1.42e-7 Joule
en losa dieléctrica: C = 8.85e-10 F, E = 16,000 V / m, V = 16 V, W = 1.13e-7 Joule
W total = 2.55e-7 julios en comparación con 7.08e-7 antes de insertar la losa. ¿A dónde fueron los 4.53e-7 Joule?