Какую работу необходимо выполнить, чтобы удвоить расстояние между обкладками плоского воздушного конденсатора емкостью

Задача: Удвоение расстояния между обкладками плоского воздушного конденсатора

Описание:
Для решения этой задачи, необходимо использовать формулу для емкости конденсатора, а именно:

C = (ε₀ * εᵣ * А) / d,

где C - емкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная, εᵣ - относительная диэлектрическая проницаемость, А - площадь пластин обкладок, d - расстояние между обкладками.

В задаче указаны следующие данные:
C₁ = 20 пФ - изначальная емкость конденсатора,
V = 100 В - разность потенциалов на обкладках,
d₁ - изначальное расстояние между обкладками.

Мы хотим найти d₂ - новое расстояние между обкладками.

В исходном состоянии конденсатор был заряжен до разности потенциалов 100 В и отключен от источника, следовательно заряд на конденсаторе сохраняется.

Можем использовать уравнение Q = C₁ * V для нахождения заряда Q.

Также, из формулы C = (ε₀ * εᵣ * А) / d можно выразить емкость конденсатора C, подставить известные значения и найти площадь пластин обкладок А.

Теперь, чтобы удвоить расстояние между обкладками, мы можем воспользоваться формулой емкости конденсатора C = (ε₀ * εᵣ * А) / d₂ и найти новое расстояние d₂.

Подставив изначальную емкость C₁, найденную площадь А и известную разность потенциалов V, мы можем найти новое расстояние d₂.

Пример:
Входные данные: C₁ = 20 пФ, V = 100 В, d₁ = ?

1. Найдем заряд Q, используя уравнение Q = C₁ * V.
2. Выразим площадь пластин обкладок А из формулы C = (ε₀ * εᵣ * А) / d₁.
3. Подставим найденные значения C, V и А в формулу емкости конденсатора C = (ε₀ * εᵣ * А) / d₂, чтобы найти новое расстояние d₂.

Совет:
Для лучшего понимания задачи, полезно знать, что емкость конденсатора зависит от площади пластин обкладок и расстояния между ними. Изменяя расстояние между обкладками, мы можем изменить емкость конденсатора.

Задача для проверки:
Дан плоский воздушный конденсатор емкостью 10 пФ и разностью потенциалов 50 В. Найдите новое расстояние между обкладками, если площадь пластин обкладок равна 5 квадратным сантиметрам.