Каков будет эффект на электроемкость плоского конденсатора, если удалить диэлектрик, который заполняет его и имеет

Яблоко

6

Для начала, давайте разберемся, что такое электроемкость плоского конденсатора и как она зависит от диэлектрика, который заполняет его.

Конденсатор - это устройство, состоящее из двух проводящих пластин, разделенных небольшим расстоянием. Между пластинами располагается диэлектрик, который может быть веществом с высокой диэлектрической проницаемостью, таким как воздух, стекло, пластик и другие.

Электроемкость (С) плоского конденсатора - это величина, которая характеризует способность конденсатора хранить электрический заряд при заданной разности потенциалов (напряжении) между его пластинами. Чем больше электроемкость, тем больше заряда может накопиться на пластинах конденсатора при заданном напряжении.

Теперь вернемся к вашей задаче.

Если мы удалим диэлектрик из плоского конденсатора, то пластины конденсатора будут находиться ближе друг к другу без преграды. Это приведет к изменению электроемкости конденсатора.

Электроемкость плоского конденсатора можно выразить формулой:

\[ C = \frac{{\varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot S}}{{d}} \]

где:
- C - электроемкость конденсатора,
- \(\varepsilon_0\) - электрическая постоянная (в вакууме),
- \(\varepsilon_r\) - диэлектрическая проницаемость диэлектрика,
- S - площадь пластин конденсатора,
- d - расстояние между пластинами конденсатора.

Итак, если мы удалим диэлектрик, значение \(\varepsilon_r\) станет равным 1, так как в воздухе диэлектрическая проницаемость равна 1.

Следовательно, формула для электроемкости конденсатора без диэлектрика будет выглядеть так:

\[ C" = \frac{{\varepsilon_0 \cdot 1 \cdot S}}{{d}} \]

Теперь, если мы сравним электроемкость конденсатора до и после удаления диэлектрика, то увидим, что она изменилась и стала больше. Это связано с уменьшением расстояния между пластинами (d осталось прежним), т.е. пластины приблизились друг к другу и стали ближе.

Важно заметить, что без диэлектрика у конденсатора будет меньше энергии хранения заряда при заданной напряженности. То есть, чтобы поддержать такое же напряжение на конденсаторе, нужно будет подавать больше электрической энергии.

Таким образом, эффект на электроемкость плоского конденсатора при удалении диэлектрика заключается в увеличении её значения и уменьшении плоскости.