Консультация № 196696
17.10.2019, 12:52
0.00 руб.
0 1 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
Воздушный конденсатор, подключённый к источнику постоянного напряжения, заполнили диэлектриком. Как изменились при этом: а) заряд конденсатора; б) напряжённость электрического поля конденсатора? (Увеличится, уменьшится, не изменится).

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
18.10.2019, 14:15
общий
это ответ
Здравствуйте, dar777!
Электроёмкость простейшего плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин (обкладок) и обратно пропорциональна расстоянию между ними :
C = [$949$]·[$949$]0·S/d
Эта формула выведена в учебной статье "Электроёмкость. Конденсаторы" Ссылка1 .
Здесь C - электро-ёмкость плоского конденсатора,
S - площадь каждой пластины, d - расстояние между пластинами,
[$949$]0 = 8,854·10-12 Ф/м - электрическая постоянная,
[$949$] - диэлектрическая проницаемость диэлектрика. [$949$] = 1 для воздуха и вакуума, но [$949$] > 1 для прочих, более плотных веществ.

Согласно Условию задачи, "Воздушный конденсатор… заполнили диэлектриком".
Ёмкость исходного конденсатора была C0 = [$949$]0·S/d (потому что [$949$] = 1 для воздуха).
Ёмкость конденсатора с диэлектриком стала C2 = [$949$]·[$949$]0·S/d = [$949$]·C0 > C0

Конденсатор "подключённый к источнику постоянного напряжения" так и остался под таким же напряжением.
Поэтому, напряжённость электрического поля внутри конденсатора E = U/d осталась без изменения.

Исходный заряд конденсатора был q0 = C0·U , после заполнения диэлектриком заряд стал q2 = C2·U = [$949$]·C0·U = [$949$]·q0 > q0
то есть, заряд конденсатора увеличился.

Формула вычисления ёмкости конденсатора с другой конфигурацией обкладок (сферическая, цилиндрическая) немного отличается от вычисления ёмкости плоского конденсатора. Однако, цитирую "Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроёмкость конденсатора увеличивается в [$949$] раз" для любой конфигурации.

Ответ: после заполнения воздушного конденсатора диэлектриком, заряд конденсатора увеличится в [$949$] раз, напряжённость электрического поля - НЕ изменится.
5
Это самое лучшее решение!
Форма ответа