Консультация № 194574
02.02.2019, 22:48
0.00 руб.
0 4 2
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Два одинаковых металлических шарика радиусом r=1,6 мм расположены в среде с диэлектрической проницаемостью ε=5,0 так, что расстояние между их центрами равно d=20 см. Найти ёмкость такой системы.

Обсуждение

давно
Модератор
156417
2175
07.02.2019, 15:06
общий
это ответ
Здравствуйте, dar777!
Пусть на одном из шариков заряд [tnr]+q[/tnr], а на другом [tnr]-q[/tnr]
проведём ось через центры шариков с точкой 0 в центре положительно заряженного.
Напряжённость в точке с координатой [tnr]x (r<x<d-r) [/tnr]
[tnr]E(x)=(1/4[$960$][$949$][$949$]0)[$183$]q/x2-(1/4[$960$][$949$][$949$]0)[$183$](-q)/(d-x)2=(q/4[$960$][$949$][$949$]0)[$183$](1/x2+1/(d-x)2)[/tnr]
Разность потенциалов равна интегралу напряжённости
[tnr][$916$][$966$]=rd-r[$8747$]E(x)dx=(q/4[$960$][$949$][$949$]0)[$183$]rd-r[$8747$](1/x2+1/(d-x)2)dx=
=(q/4[$960$][$949$][$949$]0)[$183$](rd-r[$8747$](dx/x2)-d-rr[$8747$]d(d-x)/(d-x)2)=(q/4[$960$][$949$][$949$]0)[$183$](rd-r[$8747$](dx/x2)+rd-r[$8747$]d(d-x)/(d-x)2)=
=(q/4[$960$][$949$][$949$]0)[$183$]2rd-r[$8747$](dx/x2)=(q/2[$960$][$949$][$949$]0)[$183$](1/r-1/(d-r))[/tnr]
Ёмкость
[tnr]C=q/[$916$][$966$]=2[$960$][$949$][$949$]0/(1/r-1/(d-r))=2[$960$][$183$]5[$183$]8,85[$183$]10-12Ф/м/(1/0,0016м-1/(0,2-0,0016)м)=4,48[$183$]10-13 Ф[/tnr]
5
Это самое лучшее решение!
давно
Посетитель
401938
329
07.02.2019, 15:12
общий
Посмотрите пожалуйста мои другие задачи по физике)
Об авторе:
Лучшая увеличительная линза - ноги.
давно
Старший Модератор
312929
1973
07.02.2019, 15:31
общий
это ответ
Здравствуйте, dar777!

Пусть один шарик имеют заряд q, а другой - заряд -q. Потенциал, создаваемый заряженным шаром радиуса r на расстоянии R>r от его центра, определяется формулой

где [$949$][sub]0[/sub] = 8.8542[$183$]10[sup]-12[/sup] Ф/м - электрическая постоянная. В случае двух шаров потенциал в точке, находящейся на расстоянии R[sub]1[/sub] и R[sub]2[/sub] от центра шаров с зарядами q[sub]1[/sub] и q[sub]2[/sub] определяется простым суммированием:


Рассмотрим две наиболее близкие друг к другу точки на поверхности двух шариков (это точки пересечения поверхности шариков с прямой, соединяющей их центры). Очевидно, каждая из этих точек находится на расстоянии r от центра одного из шариков и на расстоянии d-r от центра другого. Тогда потенциал поля в первой точке будет равен

во второй -

а разность потенциалов между точками составит


Ёмкость конденсатора с зарядрм [$177$]q на обкладках и разностью потенциалов U между ними определяется простой формулой:

В данном случае

то есть C [$8776$] 0.45 пФ.
5
Это самое лучшее решение!
давно
Посетитель
401938
329
07.02.2019, 15:36
общий
Алексей Владимирович посмотрите пожалуйста мои другие консультации по физике)
Об авторе:
Лучшая увеличительная линза - ноги.
Форма ответа