Площадь пластин плоского воздушного конденсатора рав-** 100 см2 и расстояние между ними 5...

0 голосов
433 просмотров

Площадь пластин плоского воздушного конденсатора рав-на 100 см2 и расстояние между ними 5 мм. К пластинам прило-жена разность потенциалов 300 В. После отключения конденса-тора от источника напряжения пространство между пластинами заполняется эбонитом (e=2,6). 1)Какова будет разность потенциа-лов между пластинами после заполнения? 2) Какова емкость кон-денсатора до и после заполнения? 3) Какова энергия конденсато-ра до и после заполнения?


Физика (12 баллов) | 433 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Обозначения:
E - диэлектрическая проницаемость среды
E_{0}  - электрическая постоянная

1) Найдем первоначальную емкость конденсатора по формуле
 C_{1}  = \frac{E_{0} * S}{d} = \frac{8.85*10^{-12}*10^{2}}{5*10^{-3}}   = 1,77 * 10^{-7}Ф

2) Найдем емкость конденсатора после заполнения эбонитом
 C_{2}  = \frac{E * E_{0} * S}{d} = \frac{2.6 * 8.85*10^{-12}*10^{2}}{5*10^{-3}} = 4,602 * 10^{-7}Ф

Когда конденсатор зарядили и отключили от источника его заряд изменять не будет, как он был до заполнения, так и остался после!

3) Узнаем какой заряд был до заполнения эбонитом
q =  C_{1} * U_{1} = 1.77 * 10^{-7}Ф * 300В = 531 * [tex] 10^{-7} [/tex]

У нас заряды одинаковые, значит у нас будет изменяться(уменьшаться/увеличиваться) либо емкость, либо напряжения. Емкость у нас увеличилась, после заполнения эбонитом, значит напряжение уменьшилось. Проверим это

4) 
q =  C_{2} * U_{2} 
531 * [tex] 10^{-7} [/tex] = 4.602 * 10^{-7}Ф * image" alt=" U_{2} " align="absmiddle" class="latex-formula"> 
 U_{2}   = \frac{531 * 10^{-7}}{4.602 * 10^{-7}}
image" alt=" U_{2} " align="absmiddle" class="latex-formula"> ≈ 115 В

Емкость конденсатора находи по формуле W_{c} = \frac{C * U^{2}}{2}

Удачи!

(1.1k баллов)