Question

Плоский воздушный конденсатор подключен к источнику тока. Определите , как и во сколько раз изменится заряд обкладок , если , не отключая конденсатор от источника тока , пространство между ними заполнить водой с диэлектрической проницаемостью e2=81.

Answer 1

Ответ:

Увеличится в 81 раз

Объяснение:

C=q/U; q=CU

C=ee0S/d

q2/q1=C2U/C1U=e2e0Sd/de1e0S=e2/e1=81/1=81

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу, описывающую изменение заряда в конденсаторе при изменении диэлектрической проницаемости:

Q = C * V,

где Q - заряд на обкладках конденсатора, C - его ёмкость, V - напряжение на конденсаторе.

Поскольку мы не меняем напряжение и не отключаем конденсатор от источника тока, то напряжение V остается постоянным. Значит, изменение заряда будет определяться только изменением ёмкости C.

Формула для ёмкости плоского конденсатора:

C = (ε0 * ε * A) / d,

где ε0 - электрическая постоянная (приблизительно 8.854 × 10^-12 Ф/м), ε - диэлектрическая проницаемость, A - площадь обкладок конденсатора, d - расстояние между обкладками.

При заполнении пространства между обкладками водой, диэлектрическая проницаемость изменяется на e2 = 81. Пусть первоначальная диэлектрическая проницаемость воздуха равна e1.

Тогда отношение ёмкостей двух состояний конденсатора будет:

C2 / C1 = (ε0 * e2 * A) / d / (ε0 * e1 * A) / d = e2 / e1.

Таким образом, заряд на обкладках изменится в e2 / e1 раз, то есть в 81 раз, если пространство между обкладками заполнить водой с диэлектрической проницаемостью e2 = 81.