Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, если уменьшить расстояние между пластинами вдвое и заполнить

Тема урока: Конденсаторы и их емкость

Пояснение: Плоский воздушный конденсатор состоит из двух параллельных пластин, разделенных воздушным пространством. Емкость конденсатора зависит от площади пластин (S), расстояния между пластинами (d) и диэлектрической проницаемости среды (ε).

Емкость (С) плоского воздушного конденсатора вычисляется по формуле: С = ε * ε0 * (S / d), где ε0 - электрическая постоянная, равная 8.85 * 10^-12 Ф/м.

В данной задаче нам дано, что расстояние между пластинами уменьшается вдвое и между ними заполняется диэлектрик с диэлектрической проницаемостью (ε).

Если уменьшить расстояние между пластинами вдвое (d/2) и диэлектрическая проницаемость ε не меняется, то формула для емкости будет выглядеть следующим образом: С" = ε * ε0 * (S / (d/2)) = 2 * ε * ε0 * (S / d).

Таким образом, емкость конденсатора увеличивается в два раза при уменьшении расстояния между пластинами вдвое и заполнении пространства между ними диэлектриком.

Например: Пусть исходная емкость конденсатора равна 10 мкФ (микрофарад), площадь пластин S = 0.1 м^2 (квадратные метры), расстояние между пластинами d = 0.01 м (метры). Если уменьшить расстояние между пластинами вдвое и заполнить пространство между пластинами диэлектриком, то новая емкость С" будет равна 20 мкФ.

Совет: Чтобы лучше понять изменение емкости конденсатора, можно представить его как увеличение площади пластин или уменьшение расстояния между пластинами. Также полезно знать, что различные диэлектрики имеют разные диэлектрические проницаемости, что влияет на емкость конденсатора.

Проверочное упражнение: Изначально у вас есть плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 0.2 м^2 и расстоянием между пластинами 0.02 м. Если вы увеличите площадь пластин в 3 раза и оставите расстояние между ними неизменным, как изменится емкость конденсатора?