У конденсатора с плоскими пластинами из слюды с диэлектрической проницаемостью 6 есть следующие характеристики
У конденсатора с плоскими пластинами из слюды с диэлектрической проницаемостью 6 есть следующие характеристики: расстояние между пластинами составляет 2 мм, площадь каждой пластины равна 6,2 * 10 -23 м 2 . Требуется найти электрическую емкость конденсатора, разность электрических потенциалов на пластинах, электрическую напряжённость в поле конденсатора и силу притяжения между пластинами при одинаковом электрическом заряде на каждой пластине.
04.07.2024 03:18
Описание: Конденсатор представляет собой устройство, состоящее из двух пластин, разделенных изолятором (или диэлектриком), который обладает электрической емкостью. Емкость конденсатора определяется его конструктивными характеристиками, такими как площадь пластин, расстояние между ними и диэлектрическая проницаемость материала.
Решение:
1. Найдем электрическую емкость конденсатора. Формула для вычисления емкости конденсатора: C = (ε * A) / d, где C - емкость, ε - диэлектрическая проницаемость, A - площадь пластин, d - расстояние между пластинами. Подставим значения: C = (6 * 6,2 * 10^(-23)) / (2 * 10^(-3)) = 18,6 * 10^(-20) Ф.
2. Разность электрических потенциалов на пластинах конденсатора можно найти с использованием формулы U = Q / C, где U - разность потенциалов, Q - электрический заряд, C - емкость. Поскольку заряд на каждой пластине одинаковый, мы можем предположить, что Q равен, например, 1 Кл. Подставим значения: U = (1 Кл) / (18,6 * 10^(-20) Ф) ≈ 5,38 * 10^19 В.
3. Электрическую напряженность в поле конденсатора можно найти с использованием формулы E = U / d, где E - напряженность, U - разность потенциалов, d - расстояние между пластинами. Подставим значения: E = (5,38 * 10^19 В) / (2 * 10^(-3) м) = 2,69 * 10^22 В/м.
4. Для расчета силы притяжения между пластинами конденсатора при одинаковом заряде на каждой пластине можно использовать формулу F = (ε * A * E^2) / (2 * d), где F - сила притяжения, ε - диэлектрическая проницаемость, A - площадь пластин, E - напряженность, d - расстояние между пластинами. Подставим значения: F = (6 * 6,2 * 10^(-23) * (2,69 * 10^22 В/м)^2) / (2 * 10^(-3) м) = 6,47 * 10^(-11) Н.
Совет: Для лучшего понимания конденсаторов рекомендуется ознакомиться с их физическим принципом работы, принципом формирования заряда, а также с применением конденсаторов в электрических цепях. Практика решения задач по конденсаторам также поможет разобраться в данной теме.
Ещё задача: Найдите электрическую емкость конденсатора, если его площадь пластин равна 8 см² (8 * 10^(-4) м²), а расстояние между пластинами составляет 1 мм (0,001 м). Диэлектрическая проницаемость материала равна 4. Ответ представьте в фарадах.