Емкость плоского конденсатора определяется по формуле:
[ C = \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d}, ]
где ( C ) — емкость, ( \varepsilon_0 ) — электрическая постоянная (коэффициент пропускания), ( S ) — площадь пластин, а ( d ) — расстояние между ними.
Теперь рассмотрим каждый из пунктов:
а) Увеличение площади пластин в 3 раза:
Если площадь ( S ) увеличится в 3 раза, новая емкость ( C' ) будет:
[ C' = \frac{\varepsilon_0 \cdot (3S)}{d} = 3 \cdot \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d} = 3C. ]
Таким образом, емкость конденсатора увеличится в 3 раза.
б) Уменьшение расстояния между пластинами в 4 раза:
Если расстояние ( d ) уменьшается в 4 раза, новая емкость ( C' ) будет:
[ C' = \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{\left(\frac{d}{4}\right)} = \frac{\varepsilon_0 \cdot S \cdot 4}{d} = 4 \cdot \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d} = 4C. ]
Таким образом, емкость конденсатора увеличится в 4 раза.
в) Одновременное уменьшение площади в 2 раза и расстояния в 3 раза:
Если площадь уменьшится в 2 раза, и расстояние уменьшится в 3 раза, новая емкость ( C' ) будет:
[ C' = \frac{\varepsilon_0 \cdot \left(\frac{S}{2}\right)}{\left(\frac{d}{3}\right)} = \frac{\varepsilon_0 \cdot S \cdot 3}{2d} = \frac{3}{2} \cdot \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d} = \frac{3}{2} C. ]
Таким образом, при этих изменениях емкость конденсатора увеличится в 1.5 раза.
Итак, резюмируя:
- a) Емкость увеличится в 3 раза.
- b) Емкость увеличится в 4 раза.
- c) Емкость увеличится в 1.5 раза.