Катушка, у которой индуктивность равна 10-6 Гн и площадь каждого из ее витков составляет 100 см2, соединена с ёмкостью
Катушка, у которой индуктивность равна 10-6 Гн и площадь каждого из ее витков составляет 100 см2, соединена с ёмкостью в виде параллельного конденсатора. Контур настроен на резонанс при частоте 2·107 Гц. Каково расстояние между обкладками конденсатора?
11.12.2023 09:34
Объяснение: Для расчета расстояния между обкладками параллельного конденсатора нам необходимо знать его емкость и площадь обкладок.
Расстояние (d) между обкладками конденсатора можно вычислить с использованием формулы:
d = (ε₀ * εᵣ * A) / C,
где ε₀ - электрическая постоянная (8.85 * 10⁻¹² Ф/м), εᵣ - диэлектрическая проницаемость среды между обкладками, A - площадь обкладок конденсатора и C - его емкость.
В данной задаче нам дана индуктивность катушки, площадь витков и частота резонанса. Для дальнейшего решения необходимо преобразовать данные:
Индуктивность катушки (L) = 10⁻⁶ Гн,
Площадь витков (A) = 100 см² = 0.01 м²,
Частота резонанса (f) = 2 * 10⁷ Гц,
Емкость (C) = ?,
Расстояние между обкладками (d) = ?.
Для настройки контура на резонансную частоту, используется следующее соотношение:
2πf = 1 / √(LC),
где π - математическая константа (пи).
Мы знаем частоту резонанса (f) и индуктивность (L). Можем решить эту формулу относительно емкости (C) и получить ее значение. После этого, с использованием полученной емкости и площади (A) посчитать расстояние (d) по формуле.
Пример использования: По заданным параметрам катушки и резонансной частоты, найдем расстояние между обкладками конденсатора.
Совет: При решении задачи обратите внимание на необходимость преобразования единиц измерения. Площадь витков катушки дана в см², но для расчетов следует перевести ее в м². Также учтите значения констант в формулах и правильно их подставляйте.
Упражнение: В катушке с индуктивностью 50 мкГн и площадью витков 10 см², соединенной с конденсатором, частота резонанса составляет 4 * 10⁵ Гц. Каково расстояние между обкладками конденсатора? (Значение электрической постоянной ε₀ = 8.85 * 10⁻¹² Ф/м).