Каково будет изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика, если диэлектрическая

Тема занятия: Изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика

Объяснение:
Плоский конденсатор состоит из двух параллельных пластин, между которыми находится диэлектрик. Электроемкость плоского конденсатора измеряет его способность накапливать электрический заряд при заданном напряжении.

При наличии диэлектрика, электроемкость конденсатора определяется формулой:

C = εε0A/d

где:
C - электроемкость;
ε - диэлектрическая проницаемость;
ε0 - электрическая постоянная в вакууме (ε0 = 8.854 × 10^-12 Ф/м);
A - площадь пластин конденсатора;
d - расстояние между пластинами.

После удаления диэлектрика, плоский конденсатор превращается в воздушный конденсатор, и его электроемкость изменяется.

Если принять, что диэлектрическая проницаемость воздуха равна ε0, то электроемкость воздушного конденсатора определяется той же формулой:

C" = ε0A/d

Изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика может быть выражено следующим образом:

ΔC = C" - C = ε0A/d - εε0A/d = (1 - ε)ε0A/d

Таким образом, изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика равно произведению электрической постоянной в вакууме на разность единицы и диэлектрической проницаемости:

ΔC = (1 - ε)ε0A/d = (1 - 8) × 8.854 × 10^-12 Ф/м × A/d

Пример:
Допустим, площадь пластин конденсатора составляет 0.1 м^2, а расстояние между пластинами составляет 0.02 м. Тогда изменение электроемкости составит:

ΔC = (1 - 8) × 8.854 × 10^-12 Ф/м × 0.1 м^2 / 0.02 м = -70.832 × 10^-12 Ф = -70.832 пФ

Совет: Для более глубокого понимания данной темы рекомендуется изучить основные понятия связанные с электрическими полями, диэлектрической проницаемостью, и формулами, связанными с электроемкостью конденсатора.

Проверочное упражнение: Площадь пластин конденсатора равна 0.05 м^2, а диэлектрическая проницаемость составляет е=6. Расстояние между пластинами равно 0.03 м. Каково будет изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика? Введите значение изменения электроемкости в пикофарадах (пФ).

Тема занятия: Изменение электроемкости плоского конденсатора при удалении диэлектрика

Инструкция:
Электроемкость плоского конденсатора определяется формулой C = ε₀ * (S / d), где C - электроемкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная (приближенное значение 8,8542 * 10^-12 Ф/м), S - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами.

При вставке диэлектрика между пластинами конденсатора, электрическая постоянная меняется. В данной задаче диэлектрическая проницаемость диэлектрика составляет е=8.

Изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика можно выразить отношением электроемкостей с диэлектриком (С₁) и без диэлектрика (С₂):

δС = С₁ - С₂

Так как диэлектрическая проницаемость составляет е=8, то электроемкость конденсатора с диэлектриком будет C₁ = е * ε₀ * (S / d).

После удаления диэлектрика, диэлектрическая проницаемость равна 1, поэтому электроемкость конденсатора без диэлектрика будет C₂ = ε₀ * (S / d).

Тогда изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика будет:

δС = C₁ - C₂ = (е * ε₀ * (S / d)) - (ε₀ * (S / d))

Дополнительный материал:
Пусть площадь пластин конденсатора составляет 1 м², а расстояние между пластинами равно 0,1 м. Тогда изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика при диэлектрической проницаемости е=8 будет:

δС = (8 * 8,8542 * 10^-12 Ф/м * (1 м² / 0,1 м)) - (8,8542 * 10^-12 Ф/м * (1 м² / 0,1 м))
= 7,0834 * 10^-11 Ф - 8,8542 * 10^-12 Ф
= 6,2979 * 10^-11 Ф

Совет:
Для лучшего понимания этой задачи, рекомендуется ознакомиться с теорией и основными формулами электростатики и конденсаторов. Понимание электрической постоянной ε₀, площади пластин конденсатора и расстояния между пластинами поможет разобраться в описанной задаче.

Задание:
Площадь пластин конденсатора равна 0,02 м², а расстояние между пластинами составляет 0,005 м. Диэлектрическая проницаемость диэлектрика е=4. Каково будет изменение электроемкости плоского конденсатора после удаления диэлектрика? (ответ представьте в Фарадах)