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 ($k\approx 9\cdot {10}^9Н\cdot {м}^2/К{л}^2$),
$q_1$ 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 $\frac{k\cdot q^2}{4\cdot d^2}$