Какова будет электроемкость плоского воздушного конденсатора, если напряжение между его пластинами уменьшиться

Тема урока: Электроемкость плоского конденсатора

Пояснение: Электроемкость плоского воздушного конденсатора может быть определена с помощью формулы:

C = ε₀ * (S / d),

где C - электроемкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная, S - площадь пластин конденсатора и d - расстояние между пластинами.

Условие задачи говорит о том, что напряжение между пластинами уменьшилось в 4 раза, а модуль заряда на обкладках увеличился в 2 раза. Известно, что напряжение между пластинами конденсатора связано с зарядом на его обкладках следующим образом:

U = Q / C,

где U - напряжение, Q - модуль заряда и C - электроемкость.

Учитывая изменения напряжения и заряда, можно записать следующее уравнение:

(U/4) = (2Q) / C.

Далее, зная, что электроемкость плоского конденсатора не зависит от заряда и напряжения, можно записать отношение электроемкостей:

C" / C = (U" / U),

где C" - новая электроемкость, C - изначальная электроемкость, U" - новое напряжение и U - изначальное напряжение.

Применяя данное отношение, найдем новую электроемкость плоского конденсатора:

C" / C = (U" / U) = (U/4) / U = 1/4.

Следовательно, новая электроемкость C" будет равна четверти изначальной электроемкости C:

C" = (1/4) * C.

Дополнительный материал:
В данной задаче мы можем найти электроемкость плоского воздушного конденсатора, зная, что напряжение между его пластинами уменьшилось в 4 раза, а модуль заряда на его обкладках увеличился в 2 раза. Также, нам дано, что изначальная электроемкость C равна 100 пФ (пикофарад). Наша задача - найти новую электроемкость C" в пФ-пикофарадах.

Мы можем использовать отношение электроемкостей, чтобы найти новую электроемкость:

C" = (1/4) * C.

Подставив изначальное значение C = 100 пФ, получаем:

C" = (1/4) * 100 = 25 пФ.

Таким образом, новая электроемкость плоского воздушного конденсатора составляет 25 пФ (пикофарад).

Совет: Для понимания электроемкости воздушного конденсатора рекомендуется изучить основные понятия в области электростатики, такие как заряд, напряжение, площадь пластин и расстояние между ними. Также полезно провести эксперименты, измеряющие электроемкость конденсаторов с различными характеристиками (например, с разными размерами пластин и расстояниями между ними), чтобы увидеть, как они влияют на электроемкость.

Закрепляющее упражнение:
Плоский воздушный конденсатор имеет изначальную электроемкость 50 пФ. Если напряжение между его пластинами уменьшается в 2 раза, а модуль заряда на его обкладках возрастает в 3 раза, найдите новую электроемкость конденсатора в пФ (пикофарадах).