Question

Помогите пожалуйста. Какое напряжение нужно в металлических пластинах, чтобы заряд был 15.3*10^(-9)Кл. Пространство между пластинами заполнено слюдой(e=6), толщина которой составляет 2 мм. Каждая площадь пластины 18см^2.

Answer 1

Электрическое поле создано между пластинами конденсатора, его электроемкость определяем по формуле

C=q/U и С=e₀*e*S/d - для плоского конденсатора.

т.к. напряженность и напряжение связаны соотношением U=E*d, тогда объединив все в одно выражение получаем соотношение:

q/E*d = e₀*e*S/d , отсюда

E=q/e₀*e*S= 15.3*10^-9(кл) / 8,85*10^-12(ф/м)*6*18*10^-4(м²)=16,0-10^4(В/м) = 160кВ/м

Ответ: 160кв/м.

Answer 2

Для определения необходимого напряжения между металлическими пластинами, мы можем использовать закон Кулона, который описывает взаимодействие между электрическими зарядами. Формула закона Кулона выглядит следующим образом:

$F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}$

где: $F$ - сила взаимодействия между зарядами, $k$ - постоянная Кулона (приближенное значение: $8.99 \times 10^9 \, \text{Н м}^2/\text{Кл}^2$), $q_1$ и $q_2$ - заряды пластин (положительные или отрицательные), $r$ - расстояние между зарядами (в данном случае толщина слюды).

Мы знаем, что заряд $q_1 = q_2 = 15.3 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$ (здесь я предполагаю, что на обеих пластинах одинаковый заряд, и он равен данному значению).

Также нам дано значение диэлектрической проницаемости слюды: $\varepsilon = 6$.

Используем закон Кулона для вычисления напряжения между пластинами:

$V = \frac{F \cdot d}{q}$

где: $V$ - напряжение между пластинами, $F$ - сила взаимодействия между зарядами, $d$ - расстояние между пластинами (толщина слюды), $q$ - заряд на каждой пластине.

Сначала найдем силу взаимодействия $F$:

$F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} = \frac{{8.99 \times 10^9 \cdot |15.3 \times 10^{-9} \cdot 15.3 \times 10^{-9}|}}{{(2 \times 10^{-3})^2}}$

$F \approx 525.585 \, \text{Н}$

Теперь, найдем напряжение $V$:

$V = \frac{F \cdot d}{q} = \frac{525.585 \cdot 2 \times 10^{-3}}{15.3 \times 10^{-9}}$

$V \approx 68,529.41 \, \text{В}$

Таким образом, напряжение между металлическими пластинами должно быть около $68,529.41 \, \text{В}$.