Конденсатор, заряженный до напряжения 10в , отключили от источника тока и увеличили расстояние между пластинами в 2 раза. напряжение между пластинами конденсатора стало равным … в.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения этой задачи необходимо рассмотреть взаимосвязь между зарядом, электроемкостью и напряжением конденсатора, а также учесть условия изменения системы. 1. Физические принципы Когда конденсатор отключают от источника тока, его электрический заряд qq остается неизменным ( q=constq equals const), так как заряду некуда стекать. Связь между зарядом, емкостью и напряжением выражается формулой: q=CUq equals cap C center dot cap U2. Изменение емкости Емкость плоского конденсатора определяется формулой: C=εε0Sdcap C equals the fraction with numerator epsilon center dot epsilon sub 0 center dot cap S and denominator d end-fraction Где:

  • εepsilon — диэлектрическая проницаемость среды; ε0epsilon sub 0 — электрическая постоянная; Scap S — площадь пластин; dd — расстояние между пластинами.

Из формулы видно, что емкость Ccap C обратно пропорциональна расстоянию dd. Если расстояние между пластинами увеличили в 2 раза ( d2=2d1d sub 2 equals 2 d sub 1), то емкость уменьшилась в 2 раза: C2=C12cap C sub 2 equals the fraction with numerator cap C sub 1 and denominator 2 end-fraction 3. Расчет нового напряжения Так как заряд qq постоянен, мы можем приравнять выражения для начального и конечного состояний: C1U1=C2U2cap C sub 1 center dot cap U sub 1 equals cap C sub 2 center dot cap U sub 2Подставим значение C2cap C sub 2: C1U1=C12U2cap C sub 1 center dot cap U sub 1 equals the fraction with numerator cap C sub 1 and denominator 2 end-fraction center dot cap U sub 2 Сокращаем C1cap C sub 1 и выражаем U2cap U sub 2: U1=U22U2=2U1cap U sub 1 equals the fraction with numerator cap U sub 2 and denominator 2 end-fraction ⟹ cap U sub 2 equals 2 center dot cap U sub 1 4. Подстановка значений Начальное напряжение U1=10cap U sub 1 equals 10 В. U2=210=20 Вcap U sub 2 equals 2 center dot 10 equals 20 ВОтвет: Напряжение между пластинами конденсатора стало равным 20 В. Если вам нужно разобрать аналогичную задачу, где конденсатор остается подключенным к источнику, я могу подготовить такое сравнение.

Форма ответа

Ваш аватар