Какой станет разность потенциалов в воздушном конденсаторе, если между его обкладками поместить прилегающую к ним фосфорную пластинку (ε= 5). Первоначально конденсатор был заряжен до напряжения 200 В, а затем отключили.
Добрый день! Для того чтобы ответить на ваш вопрос, нужно рассмотреть некоторые основные понятия.
Воздушный конденсатор - это электрическая система, состоящая из двух проводящих пластин, разделенных диэлектриком, в данном случае - воздухом. Обкладки конденсатора являются его двумя проводящими пластинами, между которыми может находиться диэлектрик (воздух или фосфорная пластинка).
Разность потенциалов (также называемая напряжением) в конденсаторе определяется формулой:
U = Q / C,
где U - напряжение, Q - заряд на обкладках конденсатора, C - емкость конденсатора.
Первоначально конденсатор был заряжен до напряжения 200 В. Значит, в начальный момент времени разность потенциалов между обкладками конденсатора составляла 200 В.
Затем фосфорная пластинка была помещена между обкладками. Фосфор могут рассматривать как диэлектрик, величина диэлектрической проницаемости которого равна 5 (ε=5).
При наличии диэлектрика емкость конденсатора увеличивается. Емкость конденсатора с диэлектриком может быть рассчитана по формуле:
C' = ε * C,
где C' - новая емкость конденсатора, ε - коэффициент диэлектрической проницаемости, C - исходная емкость конденсатора.
Если мы знаем, что разность потенциалов между обкладками конденсатора после размещения фосфорной пластинки составляет U', то можно рассчитать новое напряжение по-новой формуле:
U' = Q / C',
где U' - новое напряжение, Q - заряд на обкладках конденсатора, C' - новая емкость конденсатора.
Теперь давайте соберем все вместе и рассчитаем новое напряжение. В начальный момент времени значение заряда на обкладках конденсатора равно Q, а исходная емкость конденсатора равна C. Тогда, используя первую формулу, мы можем записать следующее:
200 = Q / C.
После размещения фосфорной пластинки новая емкость конденсатора составляет C' = ε * C = 5 * C. И новое напряжение мы можем записать в виде:
U' = Q / C'.
Мы знаем, что заряд на обкладках конденсатора сохраняется в процессе перемещения диэлектрика, поэтому Q остается неизменным. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:
200 = Q / (5 * C).
Отсюда можно выразить Q и подставить его в уравнение для нового напряжения:
Q = 200 * 5 * C.
Тогда новое напряжение можно выразить следующим образом:
U' = Q / (5 * C') = (200 * 5 * C) / (5 * C * 5) = 200 / 5 = 40 В.
Таким образом, разность потенциалов в воздушном конденсаторе после размещения фосфорной пластинки составит 40 В.
Надеюсь, что мой ответ был понятен. Если у вас возникли еще вопросы, пожалуйста, задавайте!
Воздушный конденсатор - это электрическая система, состоящая из двух проводящих пластин, разделенных диэлектриком, в данном случае - воздухом. Обкладки конденсатора являются его двумя проводящими пластинами, между которыми может находиться диэлектрик (воздух или фосфорная пластинка).
Разность потенциалов (также называемая напряжением) в конденсаторе определяется формулой:
U = Q / C,
где U - напряжение, Q - заряд на обкладках конденсатора, C - емкость конденсатора.
Первоначально конденсатор был заряжен до напряжения 200 В. Значит, в начальный момент времени разность потенциалов между обкладками конденсатора составляла 200 В.
Затем фосфорная пластинка была помещена между обкладками. Фосфор могут рассматривать как диэлектрик, величина диэлектрической проницаемости которого равна 5 (ε=5).
При наличии диэлектрика емкость конденсатора увеличивается. Емкость конденсатора с диэлектриком может быть рассчитана по формуле:
C' = ε * C,
где C' - новая емкость конденсатора, ε - коэффициент диэлектрической проницаемости, C - исходная емкость конденсатора.
Если мы знаем, что разность потенциалов между обкладками конденсатора после размещения фосфорной пластинки составляет U', то можно рассчитать новое напряжение по-новой формуле:
U' = Q / C',
где U' - новое напряжение, Q - заряд на обкладках конденсатора, C' - новая емкость конденсатора.
Теперь давайте соберем все вместе и рассчитаем новое напряжение. В начальный момент времени значение заряда на обкладках конденсатора равно Q, а исходная емкость конденсатора равна C. Тогда, используя первую формулу, мы можем записать следующее:
200 = Q / C.
После размещения фосфорной пластинки новая емкость конденсатора составляет C' = ε * C = 5 * C. И новое напряжение мы можем записать в виде:
U' = Q / C'.
Мы знаем, что заряд на обкладках конденсатора сохраняется в процессе перемещения диэлектрика, поэтому Q остается неизменным. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:
200 = Q / (5 * C).
Отсюда можно выразить Q и подставить его в уравнение для нового напряжения:
Q = 200 * 5 * C.
Тогда новое напряжение можно выразить следующим образом:
U' = Q / (5 * C') = (200 * 5 * C) / (5 * C * 5) = 200 / 5 = 40 В.
Таким образом, разность потенциалов в воздушном конденсаторе после размещения фосфорной пластинки составит 40 В.
Надеюсь, что мой ответ был понятен. Если у вас возникли еще вопросы, пожалуйста, задавайте!