Где именно находится энергия конденсатора?

В электрическом поле между обкладками! Не на пластинах и не в зарядах. Поле — это реальный физический объект, несущий энергию.

Как это согласуется с W = CU²/2?

Подставляя C = ε₀εS/d, U = Ed, V = Sd получим: W = ε₀εE²Sd/2 = wV. Формулы эквивалентны.

Плотность энергии электрического поля

Плотность энергии электрического поля w = ε₀εE²/2. Энергия в единице объёма поля. Калькулятор.

ПродвинутыйЕГЭВУЗ

Формула

Альтернативные формы:

Обозначения

Символ	Величина	Единица СИ
w	плотность энергии Объёмная плотность энергии поля	$\frac{Дж}{м^3}$
ε₀	электрическая постоянная Электрическая постоянная	$\frac{Ф}{м}$
ε	диэлектрическая проницаемость Относительная диэлектрическая проницаемость	$—$
E	напряжённость поля Напряжённость электрического поля	$\frac{В}{м}$

Калькулятор

Найти:

электрическая постоянная (ε₀), Ф/м

диэлектрическая проницаемость (ε), —

напряжённость поля (E), В/м

Пояснение

Энергия электрического поля распределена в пространстве с плотностью w = ε₀εE²/2. Полная энергия: W = ∫w dV. Для однородного поля конденсатора: W = w×V = (ε₀εE²/2)×(Sd) = ε₀εE²Sd/2, что совпадает с CU²/2.

Пример расчёта

Энергия поля в конденсаторе

Напряжённость поля в конденсаторе 1 МВ/м. Найти плотность энергии поля (диэлектрик — воздух).

Дано:

E = 1000000 В/м

ε = 1 —

ε₀ = 8.85e-12 Ф/м