Какой максимальный заряд можно передать плоскому конденсатору, состоящему из двух пластин площадью 200 см² каждая, находящихся на расстоянии 2 мм друг от друга и имеющим между собой слой слюды, если допустимое напряжение составляет 3 кВ?

Физика 11 класс Электрические цепи и конденсаторы максимальный заряд конденсатора плоский конденсатор площадь пластин расстояние между пластинами слой слюды допустимое напряжение физика 11 класс Новый

Для того чтобы найти максимальный заряд, который можно передать плоскому конденсатору, нам нужно использовать формулу для заряда конденсатора:

Q = C * U

Где:

• Q - заряд конденсатора,
• C - емкость конденсатора,
• U - напряжение на конденсаторе.

Сначала нам нужно найти емкость конденсатора. Для плоского конденсатора емкость можно вычислить по формуле:

C = (ε * S) / d

Где:

• ε - диэлектрическая проницаемость материала между пластинами (в данном случае слюды),
• S - площадь одной пластины,
• d - расстояние между пластинами.

Теперь подставим известные значения:

• S = 200 см² = 200 * 10^(-4) м² = 0.02 м²,
• d = 2 мм = 2 * 10^(-3) м = 0.002 м.

Что касается диэлектрической проницаемости слюды, она примерно равна 5.5. Таким образом, мы можем подставить все значения в формулу для емкости:

C = (5.5 * 8.85 * 10^(-12) Ф/м * 0.02 м²) / 0.002 м

Теперь вычислим емкость:

1. 5.5 * 8.85 * 10^(-12) = 4.8675 * 10^(-11) Ф/м.
2. (4.8675 * 10^(-11) * 0.02) = 9.735 * 10^(-13) Ф.
3. (9.735 * 10^(-13) / 0.002) = 4.8675 * 10^(-10) Ф.

Теперь у нас есть емкость конденсатора:

C ≈ 4.8675 * 10^(-10) Ф

Теперь, когда мы знаем емкость, можем найти максимальный заряд, подставив напряжение:

U = 3 кВ = 3000 В

Теперь подставим значения в формулу для заряда:

Q = C * U = 4.8675 * 10^(-10) Ф * 3000 В

Выполним умножение:

Q ≈ 1.46025 * 10^(-6) Кл

Таким образом, максимальный заряд, который можно передать плоскому конденсатору, составляет примерно 1.46 мкКл.