Un condensatore piano è realizzato con due lastre circolari di raggio 11,0 cm poste, in aria, a una distanza di 2,50 mm. Il campo elettrico tra le armature è 8,02 × 104 V/m.
Determina l’energia elettrostatica accumulata dal condensatore e la densità di energia all’interno del condensatore.



Calcoliamo la capacità del condensatore: C = ϵ 0 S d = ϵ 0 π R 2 d = 8.86 10 12 π 0.11 2 0.0025 0.135 nF C = %epsilon_0 {S over d} = %epsilon_0 {{%pi R^2} over d} = 8.86 cdot 10^-12 cdot {{%pi 0.11^2} over 0.0025} approx 0.135`nF
Poi calcoliamo la differenza di potenziale tra le armature del condensatore:
Δ V = E d = 80200 0.0025 = 200.5 V %DELTA V = E cdot d = 80200 cdot 0.0025 = 200.5`V

Con queste informazioni possiamo calcolare l'energia elettrostatica accumulata:
U = 1 2 C Δ V 2 = 1 2 0.135 10 9 200.5 2 2.7 µJ U = {1 over 2} C {%DELTA V}^2 = {1 over 2} 0.135 cdot 10^-9 cdot {200.5}^2 approx 2.7 `µJ
La densità di energia del campo elettrostatico, nel vuoto, si calcola con la formula:
u = 1 2 ϵ 0 E 2 = 1 2 8.86 10 12 80200 2 0.03 J / m ³ u = {1 over 2} %epsilon_0 {E}^2 = {1 over 2} 8.86 cdot 10^-12 cdot {80200}^2 approx 0.03 `J/m³