Question

Пластины заряженного конденсатора притягиваются с силой F. Чему станет равной сила притяжения между его пластинами, если заполнить все пространство между пластинами конденсатора диэлектриком с диэлектрической проницаемостью E=2?

Answer 1

Пластина   заряженного   плоского  воздушного  конденсатора   притягивается   к   другой   пластине   с   силой  F = 1 H.  Пластины  расположены  горизонтально ,  и   заряженная   пылинка   с  массой  m = 10^-5  кг  и   с   зарядом  q = 10 мкКл висит между  пластинами  неподвижно. Найти  заряд  Q на  конденсаторе . Сила притяжения пластин F = E1*Q E1=E/2 - напряженность поля одной пластиныF=E*Q/2     (1)условие равновесия пылинки q*E=m*g  E=m*g/q  (2)подставим формулу  (2)   и    (1)Q=F*2*q/m*g=1*2*10^-6/10^-5*10=2*10^-2 Кл

Answer 2

 уменьшится в 2 раза, так как F = qEd/2

Answer 3

Если между пластинами конденсатора заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью E=2, то сила притяжения между пластинами увеличится.

Для определения силы притяжения между пластинами конденсатора, можно использовать формулу для силы электростатического притяжения между двумя заряженными пластинами конденсатора:

$F = \dfrac{\varepsilon_0 \cdot A \cdot V^2}{2 \cdot d^2},$

где: $\varepsilon_0$ - электрическая постоянная (вакуумная пермиттивность) примерно равная $8.854 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}$, $A$ - площадь одной пластины конденсатора, $V$ - напряжение на конденсаторе, $d$ - расстояние между пластинами.

Когда между пластинами есть диэлектрик, заменяем $\varepsilon_0$ на диэлектрическую проницаемость $\varepsilon$ материала:

$F' = \dfrac{\varepsilon \cdot \varepsilon_0 \cdot A \cdot V^2}{2 \cdot d^2}.$

Если $\varepsilon > \varepsilon_0$, то $F' > F$, и сила притяжения между пластинами увеличится. В данном случае, $\varepsilon = 2$, что больше, чем $\varepsilon_0$, поэтому сила притяжения увеличится в два раза по сравнению с ситуацией, когда пространство между пластинами было вакуумом.