Физическая природа электрического сопротивления заключается в том, что во время движения в проводнике свободные электроны сталкиваются на своем пути с положительными ионами, атомами и молекулами вещества, из которого выполнен проводник, и передают им часть своей энергии.
При этом энергия движущихся электронов, в результате столкновения их с атомами и молекулами, частично выделяется и рассеивается в виде тепла, нагревающего проводник.
Ввиду того что электроны, сталкиваясь с частицами проводника, преодолевают некоторое сопротивление движению, принято говорить, что проводники обладают электрическим сопротивлением. Если сопротивление проводника мало, он сравнительно слабо нагревается током; если сопротивление велико, проводник может раскалиться.
Удельное сопротивление вещества - показатель вещества противодействовать прохождению через него электрического тока.
Для того, чтобы привести проводимость (величина, обратная сопротивлению) веществ в единую систему, за стандарт удельного сопротивления материала было принято сопротивление проводника длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм². Очевидно, что разные металлы и сплавы обладают, вследствие особенностей своего строения, разной проводимостью электрического тока.
1). Таким образом, удельное сопротивление серебра, например, равное ρ₁ = 0,016 Ом·мм²/м означает, что проводник из серебра длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₁ = 0,016 Ом.
То же самое можно сказать и о других:
ρ₂ = 0,028 Ом·мм²/м - проводник из алюминия L = 1 м, S = 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₂ = 0,028 Ом
ρ₃ = 0,5 Ом·мм²/м - проводник из константана L = 1 м, S = 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₃ = 0,5 Ом
2). Так как железная и алюминиевая проволоки имеют равные массы, но плотность железа почти в 3 раза больше плотности алюминия, (7800 кг/м³ и 2700 кг/м³) то и объем алюминиевой проволоки будет в 3 раза больше:
V₂ = 3V₁ = 3LS₁
По условию, длины проводников (L) одинаковые, значит, площадь поперечного сечения алюминиевой проволоки в 3 раза больше площади поперечного сечения железной:
S₁ = S₂/3
Сопротивление проводников:
R = ρL/S
Удельное сопротивление железа почти в 4 раза выше чем удельное сопротивление алюминия: ρ₁ = 0,1 Ом·мм²/м; ρ₂ = 0,028 Ом·мм²/м
ρ₁ = 4ρ₂
Теперь можно свести все полученные данные:
Сопротивление железной проволоки:
R₁ = ρ₁L/S₁ = 4ρ₂L/(S₂/3) = 12ρ₂L/S₂ = 12R₂
Таким образом, мы получили, что при равной массе и одинаковой длине железной и алюминиевой проволоки, проволока из алюминия будет иметь электрическое сопротивление в 12 раз меньше, чем железная.
Q=1e-9Кл
ε0=8.85e-12
d1=4e-3 м
d2=2e-3 м
S=25e-4 м^2
U1=Q/C1
U2=Q/C2
U1+U1=Q/C1+Q/C2=Q(1/C1+1/C2)
С1=ε0*S/d1
С2=ε0*S/d2
U1+U1=Q(1/C1+1/C2)=Q(d1/ε0*S+d2/ε0*S)=Q/ε0*S(d1+d2)=
=1e-9/(8.85e-12*25e-4)*(4e-3+2e-3)=27В
ответ: 27В
Объяснение:
Представим, что можно разбить эту пластину на две части и соединить их проводником, тогда у нас будет абсолютна одна и та же пластина, но представляющая собой составляющая двух конденсаторов, как мы знаем, при последовательном соединении конденсаторов, на всех их заряд один и тот же, так что можно почти расслабиться, но разность потенциалов на этом промежутке есть сумма напряжений на одном и на втором конденсаторе, так что придется их искать, так же мы не знаем ёмкость конденсатора, к счастью она ищется по формуле, что я написал выше, но без диэлелектрической проницаемости, ибо не сказано про среду конструкции