Каков заряд пылинки, если она висит неподвижно между горизонтальными пластинами плоского воздушного конденсатора

Тема занятия: Расчет заряда пылинки в воздушном конденсаторе

Разъяснение: Для расчета заряда пылинки в воздушном конденсаторе, нам понадобятся известные величины - напряжение между пластинами и расстояние между ними. Формула, которую мы будем использовать, известна как емкостная формула:

Q = C * U,

где Q - заряд пылинки, C - емкость конденсатора (которая зависит от геометрии пластин и расстояния между ними) и U - напряжение между пластинами.

Емкость конденсатора можно выразить следующей формулой:

C = (ε₀ * εᵣ * A) / d,

где ε₀ - электрическая постоянная (8.85 * 10⁻¹² Ф/м), εᵣ - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха (приближенно равна 1), A - площадь перекрываемой пылинкой поверхности пластины и d - расстояние между пластинами.

Объединив эти две формулы, получим окончательную формулу для расчета заряда:

Q = (ε₀ * εᵣ * A * U) / d.

Подставляя значения из условия задачи (ε₀ = 8.85 * 10⁻¹² Ф/м, εᵣ = 1, A = ?, U = 100 В, d = 50 мм = 0.05 м), мы сможем найти заряд пылинки.

Доп. материал: Пользуясь формулой Q = (ε₀ * εᵣ * A * U) / d, найдите значение заряда пылинки в воздушном конденсаторе, если площадь поверхности пластины, перекрытой пылинкой, равна 1 м².

Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендую ознакомиться с основами электростатики, понятием емкости конденсатора и формулой, используемой для расчета заряда в конденсаторе. Изучение примеров задач на эту тему также поможет закрепить материал.

Задача на проверку: Найдите заряд пылинки, если площадь перекрываемой ею поверхности пластины равна 0.5 м² и напряжение между пластинами составляет 200 В. (Подставьте значения в формулу Q = (ε₀ * εᵣ * A * U) / d и вычислите результат)