Какова новая разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора после того, как их расстояние было увеличено

  • 56
Какова новая разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора после того, как их расстояние было увеличено с 1 см до 5 см, при условии, что конденсатор был заряжен до 300 В и отключен от источника напряжения?
Пугающий_Пират
19
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу, связывающую разность потенциалов (ΔV) с зарядом (Q) и емкостью (C) конденсатора:

ΔV=QC

Первым шагом нам нужно найти значение заряда (Q), который хранится в конденсаторе. Мы знаем, что конденсатор был заряжен до 300 В, а разность потенциалов (ΔV) равна начальной разности потенциалов между пластинами конденсатора, то есть 300 В. Так как конденсатор был заряжен до напряжения 300 В и отключен от источника напряжения, то заряд в конденсаторе остается постоянным.

Теперь нам нужно найти начальную емкость (C1) и конечную емкость (C2) конденсатора после изменения расстояния между пластинами.

Емкость конденсатора определяется следующей формулой:

C=ε0Ad

где ε0 - диэлектрическая постоянная, A - площадь пластин конденсатора и d - расстояние между пластинами.

Так как условие задачи говорит, что расстояние между пластинами увеличилось с 1 см до 5 см, то:

C1=ε0A0.01м
C2=ε0A0.05м

Мы можем заметить, что площадь пластин (A) не меняется, поэтому отношение емкостей конденсатора будет:

C2C1=0.01м0.05м

Теперь мы можем найти новую разность потенциалов (ΔV2) между пластинами конденсатора, используя формулу:

ΔV2=QC2

C помощью формулы связи разности потенциалов (ΔV) и заряда (Q) конденсатора, мы можем выразить Q из первой формулы и подставить во вторую формулу:

QC=QC1C2C1=QC1C2

Таким образом, новая разность потенциалов между пластинами конденсатора будет:

ΔV2=ΔVC1C2=300В0.05м0.01м

Подставив числовые значения в эту формулу, мы получим конечный результат.