Чтобы найти энергию, которую хранит конденсатор, используем формулу для энергии \( W \), хранящейся в конденсаторе:
\[ W = \frac{1}{2} C U^2 \]
где:
- \( W \) — энергия, хранящаяся в конденсаторе (в джоулях),
- \( C \) — ёмкость конденсатора (в фарадах),
- \( U \) — напряжение (в вольтах).
В нашей задаче:
- ёмкость \( C = 0,25 \, \text{Ф} \),
- напряжение \( U = 20 \, \text{кВ} = 20000 \, \text{В} \).
Теперь подставим значения в формулу:
Сначала рассчитаем \( U^2 \): \[ U^2 = (20000)^2 = 400000000 \, \text{В}^2 \]
Теперь подставим значения в формулу для энергии: \[ W = \frac{1}{2} \cdot 0,25 \cdot 400000000 \]
Упростим расчёты: \[ W = 0,125 \cdot 400000000 = 50000000 \, \text{Дж} \]
Таким образом, энергия, хранящаяся в конденсаторе, равна \( 50000000 \, \text{Дж} \), или \( 50 \, \text{МДж} \).
Ответ: Конденсатор обладает энергией 50000000 Дж (50 МДж).