Какова ёмкость воздушного плоского конденсатора с площадью S= 100 см2 и расстоянием между пластинами d= 5 мм, если заряд конденсатора q = 1 мкКл? Как изменятся результаты, если пространство между пластинами заполнить слюдой?

Физика 10 класс Электрические цепи и конденсаторы емкость конденсатора плоский конденсатор физика конденсаторов заряд конденсатора площадь конденсатора расстояние между пластинами слюда в конденсаторе влияние слюды на ёмкость Новый

Чтобы найти ёмкость воздушного плоского конденсатора, мы можем использовать формулу:

C = ε₀ * (S / d)

где:

• C — ёмкость конденсатора,
• ε₀ — электрическая постоянная (приблизительно 8.85 * 10^-12 Ф/м),
• S — площадь одной из пластин конденсатора в квадратных метрах,
• d — расстояние между пластинами в метрах.

Теперь подставим известные значения. Сначала преобразуем площадь S и расстояние d:

• S = 100 см² = 100 * 10^-4 м² = 0.01 м²,
• d = 5 мм = 5 * 10^-3 м = 0.005 м.

Теперь подставим эти значения в формулу для ёмкости:

C = 8.85 * 10^-12 Ф/м * (0.01 м² / 0.005 м)

Теперь вычислим:

C = 8.85 * 10^-12 * 2 = 1.77 * 10^-11 Ф

Таким образом, ёмкость воздушного плоского конденсатора составляет 17.7 пФ (пикофарад).

Теперь рассмотрим случай, когда пространство между пластинами заполнено слюдой. В этом случае ёмкость конденсатора увеличится, так как слюда является диэлектриком с диэлектрической проницаемостью (k) около 5.5.

Формула для ёмкости с учетом диэлектрика будет следующей:

C' = k * C

Теперь подставим значение k и ранее найденную ёмкость C:

C' = 5.5 * (1.77 * 10^-11 Ф)

Вычислим:

C' = 9.735 * 10^-11 Ф

Таким образом, ёмкость конденсатора, заполненного слюдой, составит приблизительно 97.35 пФ.

Вывод: ёмкость воздушного конденсатора равна 17.7 пФ, а с заполнением слюдой — 97.35 пФ.