Если подключить плоский воздушный конденсатор ёмкостью 3 мкФ к источнику тока и зарядить его до напряжения 100 В, как изменится заряд конденсатора, если расстояние между его обкладками уменьшить в 3 раза, не отключая его от источника тока?

1. 900 мкКл
2. 90 мкКл
3. 9 мкл
4. 90 мкл

Физика Колледж Конденсаторы конденсатор ёмкость заряд напряжение расстояние источник тока физика 12 класс Новый

Давайте разберем задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Определение начального заряда конденсатора.

Заряд конденсатора можно вычислить по формуле:

Q = C * U

где:

• Q - заряд конденсатора (в Кулонах),
• C - ёмкость конденсатора (в Фарадах),
• U - напряжение на конденсаторе (в Вольтах).

Подставим известные значения:

C = 3 мкФ = 3 * 10^(-6) Ф,

U = 100 В.

Тогда:

Q = 3 * 10^(-6) Ф * 100 В = 3 * 10^(-4) Кл = 300 мкКл.

Шаг 2: Изменение расстояния между обкладками конденсатора.

Теперь, когда мы уменьшаем расстояние между обкладками конденсатора в 3 раза, ёмкость конденсатора увеличивается. Формула для ёмкости плоского конденсатора выглядит следующим образом:

C = (ε * S) / d

где:

• ε - диэлектрическая проницаемость (для воздуха примерно равна 1),
• S - площадь обкладок,
• d - расстояние между обкладками.

Если расстояние d уменьшается в 3 раза, то ёмкость C увеличивается в 3 раза:

C_new = 3 * C = 3 * 3 мкФ = 9 мкФ.

Шаг 3: Определение нового заряда конденсатора.

Теперь, когда ёмкость увеличилась, мы можем снова рассчитать заряд, используя ту же формулу:

Q_new = C_new * U.

Подставляем значения:

C_new = 9 мкФ = 9 * 10^(-6) Ф,

U = 100 В.

Тогда:

Q_new = 9 * 10^(-6) Ф * 100 В = 9 * 10^(-4) Кл = 900 мкКл.

Ответ: Заряд конденсатора увеличится до 900 мкКл.