Question

Плоский конденсатор зарядили до напряжения 122 В. Затем конденсатор отсоединили от источника тока. Каким станет напряжение, если расстояние изменить от 0,5 мм до 1.1 мм, а пространство между пластинами заполнили не воздухом, а слюдой (е=9)

Answer 1

Ответ: 29,8 В

Объяснение: См. приложение

Answer 2

Ответ:

Объяснение:

Дано:

U₁ = 122 В

d₁ = 0,5 мм

ε₁ = 1 - диэлектрическая проницаемость воздуха

d₂ = 1,1 мм

ε₂ = 9 - диэлектрическая проницаемость слюды

________________

U₂ - ?

Пусть заряд на конденсаторе был:

q₁ = q

Конденсатор отсоединили от источника тока.

По закону сохранения заряда:

q₂ = q₁ = q

Емкость конденсатора была:

C₁ = ε₁·ε₀·S / d₁

Емкость конденсатора стала:

C₂ = ε₂·ε₀·S / d₂

Напряжение было:

U₁ = q / C₁ = q·d₁ / (ε₁·ε₀·S)       (1)

Напряжение стало:

U₂ = q / C₂ = q·d₂ / (ε₂·ε₀·S)     (2)

Разделим (2) на (1):

U₂ / U₁ = (d₂/d₁) · (ε₁/ε₂) = (1,1/0,5)·(1/9) ≈ 0,24

Тогда:

U₂ = 0,24·U₁ = 0,24·122 ≈ 29 В

Answer 3

Изменение напряжения в плоском конденсаторе

Когда плоский конденсатор заряжен до напряжения 122 В, а затем отсоединен от источника тока, напряжение на конденсаторе останется постоянным. Однако, если изменить расстояние между пластинами и заполнить пространство между ними слюдой (ε=9), это повлияет на емкость конденсатора и, следовательно, на напряжение.

Изменение емкости конденсатора

Известно, что емкость конденсатора зависит от площади пластин (S), расстояния между ними (d) и диэлектрической проницаемости среды (ε). Формула для емкости конденсатора с учетом диэлектрика:

C = (ε * ε0 * S) / d

Где: - C - емкость конденсатора - ε - диэлектрическая проницаемость среды (в данном случае для слюды ε=9) - ε0 - электрическая постоянная (ε0 ≈ 8.85 * 10^-12 Ф/м) - S - площадь пластин - d - расстояние между пластинами

Расчет нового напряжения

После изменения расстояния между пластинами и заполнения пространства между ними слюдой, мы можем использовать формулу для емкости конденсатора, чтобы рассчитать новое напряжение. Поскольку напряжение на конденсаторе связано с его емкостью и зарядом, мы можем использовать следующее соотношение:

U = Q / C

Где: - U - напряжение на конденсаторе - Q - заряд конденсатора - C - емкость конденсатора

Таким образом, при изменении расстояния между пластинами и заполнении пространства между ними слюдой, напряжение на конденсаторе изменится в соответствии с новой емкостью, рассчитанной по формуле, учитывающей диэлектрическую проницаемость слюды.

Расчет нового напряжения

Используем формулу для емкости конденсатора с учетом диэлектрика и формулу для напряжения на конденсаторе, чтобы рассчитать новое напряжение:

C = (ε * ε0 * S) / d.

Подставим значение диэлектрической проницаемости слюды (ε=9), электрической постоянной (ε0 ≈ 8.85 * 10^-12 Ф/м), и новые значения расстояния между пластинами (d=1.1 мм) и площади пластин (S) в формулу для емкости конденсатора. Затем, используя полученное значение емкости, рассчитаем новое напряжение на конденсаторе с учетом измененных параметров.

Заключение

Изменение расстояния между пластинами и заполнение пространства между ними слюдой приведет к