Какая сила действует между пластинами плоского воздушного конденсатора, если между ними имеется заряд q и расстояние

Pelikan

27

Для определения силы, действующей между пластинами плоского воздушного конденсатора, необходимо использовать закон Кулона. Закон Кулона определяет величину электростатической силы между двумя точечными зарядами.

В данном случае мы имеем плоский конденсатор, поэтому заряд распределен по обкладкам пластин. При этом, применяется допущение, что электрическое поле создаваемое пластинами конденсатора является однородным.

В законе Кулона, сила между точечными зарядами F выражается следующей формулой:

\[F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\],

где F - сила между зарядами,
k - постоянная Кулона (\(k \approx 9 \cdot 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2\)),
\(q_1\) и \(q_2\) - величины зарядов,
r - расстояние между зарядами.

Для нашей задачи, мы имеем плоский конденсатор с зарядом q и расстоянием между обкладками d. Зная, что обкладки плоского конденсатора имеют противоположные заряды, то можем предположить, что заряд на одной пластине равен q/2, а на другой - также q/2. В этом случае сила, действующая между пластинами, равна:

\[F = \frac{{k \cdot \left(\frac{q}{2}\right) \cdot \left(\frac{q}{2}\right)}}{{d^2}} = \frac{{k \cdot q^2}}{{4 \cdot d^2}}\]

Таким образом, сила, действующая между пластинами плоского воздушного конденсатора с зарядом q и расстоянием между обкладками d равна \(\frac{{k \cdot q^2}}{{4 \cdot d^2}}\)