Как изменится: а) заряд на обкладках конденсатора б) электроемкость конденсатора в) энергия электрического тока

  • 63
Как изменится:
а) заряд на обкладках конденсатора
б) электроемкость конденсатора
в) энергия электрического тока
г) разность потенциалов на обкладках
при увеличении площади перекрытия пластин:
1) с увеличением площади перекрытия пластин
2) с уменьшением площади перекрытия пластин
3) без изменений
Shustr_6857
22
Для решения задачи о изменении заряда, электроемкости, энергии электрического тока и разности потенциалов на обкладках конденсатора при изменении площади перекрытия пластин, рассмотрим каждый пункт по отдельности:

а) Заряд на обкладках конденсатора. Заряд Q на обкладках конденсатора можно выразить через его емкость C и разность потенциалов V с помощью формулы Q=CV. Если площадь перекрытия пластин увеличивается, то емкость конденсатора также увеличивается (что будет рассмотрено в пункте б), а разность потенциалов на обкладках остаётся неизменной (что будет рассмотрено в пункте г)). Следовательно, заряд на обкладках конденсатора также увеличится.

б) Электроемкость конденсатора. Электроемкость C конденсатора определяется его геометрическими параметрами - площадью перекрытия пластин A и расстоянием между ними d - по формуле C=ε0εrAd, где ε0 - электрическая постоянная, а εr - диэлектрическая проницаемость среды между пластинами. Увеличение площади перекрытия пластин A приводит к увеличению электроемкости C, так как их отношение прямо пропорционально. Таким образом, при увеличении площади перекрытия пластин, электроемкость конденсатора также увеличивается.

в) Энергия электрического тока. Энергия W электрического тока, проходящего через конденсатор, определяется формулой W=12CV2, где C - электроемкость конденсатора, а V - разность потенциалов на его обкладках. Если площадь перекрытия пластин увеличивается, то электроемкость конденсатора (что было рассмотрено в пункте б)) увеличивается, а разность потенциалов (что будет рассмотрено в пункте г)) остаётся неизменной. Следовательно, энергия электрического тока, проходящего через конденсатор, также увеличивается при увеличении площади перекрытия пластин.

г) Разность потенциалов на обкладках. Разность потенциалов V на обкладках конденсатора определяется формулой V=QC, где Q - заряд на обкладках, а C - электроемкость конденсатора. При увеличении площади перекрытия пластин заряд на обкладках (что было рассмотрено в пункте а)) и электроемкость конденсатора (что будет рассмотрено в пункте б)) увеличиваются. Таким образом, разность потенциалов на обкладках остаётся неизменной при изменении площади перекрытия пластин, потому что заряд и электроемкость изменяются пропорционально $\frac{Q}{C} = \frac{Q}{C}$. В этом и заключается особенность конденсатора - разность потенциалов на его обкладках не зависит от его электроемкости.

Итак, для данной задачи ответы следующие:
1) Заряд на обкладках конденсатора увеличится.
2) Электроемкость конденсатора увеличится.
3) Энергия электрического тока увеличится.
4) Разность потенциалов на обкладках конденсатора останется неизменной.