Какое значение тока протекает в цепи, если плоский конденсатор с площадью пластин 400 см² и расстоянием между ними

Solnechnaya_Luna

29

Для решения данной задачи, нам понадобится использовать закон Ома для цепи, состоящей из конденсатора и источника питания.

Сначала найдем емкость конденсатора. Емкость (C) связана с площадью пластин (A) и расстоянием между ними (d) следующей формулой:
\[C=\frac{{\varepsilon_0 \varepsilon_r A}}{d}\]
где \(\varepsilon_0\) - электрическая постоянная (8,85 x 10^(-12) Ф/м), \(\varepsilon_r\) - диэлектрическая проницаемость (2),
A - площадь пластин (400 см² = 0,04 м²),
d - расстояние между пластинами (2 мм = 0,002 м).

Подставим известные значения в формулу:
\[C=\frac{{8,85 x 10^(-12) \cdot 2 \cdot 0,04}}{0,002}\]
\[C= 0,354 x 10^(-9) Ф\]

Теперь, используя второй закон Кирхгофа (сумма напряжений в цепи равна нулю), мы можем найти ток (I), протекающий через цепь, используя закон Ома:
\[I = \frac{{U}}{{R}}\]
где U - напряжение (120 В),
R - сопротивление.

Сопротивление конденсатора (R) можно найти по формуле:
\[R= \frac{{1}}{{C \cdot v}}\]
где v - скорость перемещения пластины (10 см/с = 0,1 м/с).

Подставим значения и найдем R:
\[R= \frac{{1}}{{0,354 x 10^(-9) \cdot 0,1}}\]