Для решения задачи о нахождении напряжения на плоском конденсаторе, заполненном диэлектриком, нам нужно сначала воспользоваться формулой для емкости конденсатора.
Емкость конденсатора (C) определяется по формуле: \[ C = \frac{Q}{U} \] где:
- \( C \) — емкость в фарадах (Ф),
- \( Q \) — заряд в кулонах (Кл),
- \( U \) — напряжение в вольтах (В).
Из этой формулы мы можем выразить напряжение: \[ U = \frac{Q}{C} \]
Далее подставим известные значения. Имеем:
- Емкость \( C = 8,2 \, \mu F = 8,2 \times 10^{-6} \, F \)
- Заряд \( Q = 5,5 \, \mu C = 5,5 \times 10^{-6} \, C \)
Теперь подставим эти значения в формулу: \[ U = \frac{5,5 \times 10^{-6}}{8,2 \times 10^{-6}} \]
Выполнив деление: \[ U \approx 0,671 \, В \]
Теперь необходимо учесть, что в пустое пространство между обкладками конденсатора был помещён диэлектрик с диэлектрической проницаемостью \( \varepsilon_r = 2,2 \). При добавлении диэлектрика напряжение на конденсаторе уменьшается, и для нового напряжения \( U' \) можно воспользоваться следующим соотношением: \[ U' = \frac{U}{\varepsilon_r} \]
Подставим значение: \[ U' = \frac{0,671}{2,2} \]
Выполним деление: \[ U' \approx 0,305 \, В \]
Таким образом, новое напряжение на конденсаторе после заполнения диэлектриком составляет примерно \( 0,305 \, В \).