Какова ёмкость заряженного конденсатора, состоящего из квадратных пластин со стороной 10 см, если между пластинами расположен слой стекла толщиной 1 мм с диэлектрической постоянной 7?

Физика 11 класс Конденсаторы и диэлектрики емкость конденсатора заряженный конденсатор диэлектрик стекло физика 11 класс квадратные пластины диэлектрическая постоянная Новый

Чтобы найти ёмкость заряженного конденсатора, состоящего из квадратных пластин с диэлектриком, нам нужно использовать формулу для ёмкости плоского конденсатора с диэлектриком:

C = (ε * S) / d

где:

• C — ёмкость конденсатора (в Фарадах);
• ε — поляризуемая диэлектрическая проницаемость (в Фарадах на метр);
• S — площадь пластин (в квадратных метрах);
• d — расстояние между пластинами (в метрах).

Теперь давайте по шагам рассчитаем ёмкость:

1. Определим площадь пластин:

Сторона квадратной пластины равна 10 см, что составляет 0,1 метра. Площадь S будет равна:

S = сторона * сторона = 0,1 м * 0,1 м = 0,01 м².

2. Определим расстояние между пластинами:

Толщина слоя стекла равна 1 мм, что составляет 0,001 метра. Это и есть расстояние d между пластинами.

3. Определим поляризуемую диэлектрическую проницаемость:

Поляризуемая диэлектрическая проницаемость ε равна произведению диэлектрической постоянной на ε0 (постоянную электрической проницаемости вакуума), где ε0 ≈ 8,85 * 10^(-12) Ф/м:

ε = диэлектрическая постоянная * ε0 = 7 * 8,85 * 10^(-12) Ф/м ≈ 6,195 * 10^(-11) Ф/м.

4. Подставляем все значения в формулу:

C = (ε * S) / d = (6,195 * 10^(-11) Ф/м * 0,01 м²) / 0,001 м.

5. Выполним вычисления:

C = (6,195 * 10^(-11) * 0,01) / 0,001 = 6,195 * 10^(-11) Ф.

Таким образом, ёмкость заряженного конденсатора составляет приблизительно 6,195 * 10^(-11) Ф или 61,95 пФ.