Квадратный конденсатор ёмкостью � 0 = 50 C 0 =50 пкФ, заполненный воздухом, имеет напряжение между его обкладками, равное � = 0 , 7 U=0,7 кДж. Каково значение заряда…
Квадратный конденсатор ёмкостью � 0 = 50 C 0 =50 пкФ, заполненный воздухом, имеет напряжение между его обкладками, равное � = 0 , 7 U=0,7 кДж. Каково значение заряда конденсатора при заполнении пространства между обкладками диэлектриков с диэлектрической проницаемостью � = 80 ε=80? Ответ запиши в мкДж.
Для расчета заряда квадратного конденсатора с помещенным диэлектриком воспользуемся формулой для ёмкости конденсатора.
Емкость конденсатора определяется как \( C = \varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot \frac{S}{d} \), где \( \varepsilon_0 \) - диэлектрическая постоянная вакуума, \( \varepsilon_r \) - относительная диэлектрическая проницаемость среды, \( S \) - площадь обкладок конденсатора, а \( d \) - расстояние между обкладками.
Перепишем формулу для заряда конденсатора как \( Q = C \cdot U \), где \( U \) - напряжение на конденсаторе.
Дано:
- \( C_0 = 50 пкФ = 50 \cdot 10^{-12} Ф \) (емкость с воздухом),
- \( U = 0.7 кДж = 0.7 \cdot 10^3 В \) (напряжение с воздухом),
- \( \varepsilon_r = 80 \) (диэлектрическая проницаемость нового диэлектрика).
Так как заряд конденсатора величина постоянная, умножим емкость с новым диэлектриком на новое напряжение: \( Q = C_0 \cdot U \).
Подставляя значения и учитывая \( C = \varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot \frac{S}{d} \), необходимо будет выразить площадь S через ёмкость и диэлектрическую проницаемость, что позволит нам рассчитать новый заряд конденсатора.
