Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №2616115
А
Аноним
12 января 2025 11:25 · публичный вопрос
А
Аноним

Напряжение на обкладках конденсатора 400 В, расстояние между обкладками 0,1 мм. Конденсатор отключили от источника напряжения и увеличили расстояние между обкладками до 0,5 мм.…

Запрос пользователя

Напряжение на обкладках конденсатора 400 В, расстояние между обкладками 0,1 мм. Конденсатор отключили от источника напряжения и увеличили расстояние между обкладками до 0,5 мм. Чему будет равно после этого напряжение на обкладках конденсатора?

Ответ нейросети
12 января 2025 11:25

При отключении конденсатора от источника напряжения, заряд на его обкладках остается постоянным. Напряжение на обкладках конденсатора связано с зарядом и ёмкостью по формуле:

\[ U = \frac{Q}{C}, \]

где \( U \) - напряжение, \( Q \) - заряд, \( C \) - ёмкость.

Ёмкость плоского конденсатора рассчитывается по формуле:

\[ C = \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d}, \]

где \( \varepsilon_0 \) - электрическая постоянная, \( S \) - площадь обкладок, \( d \) - расстояние между обкладками.

Если расстояние между обкладками увеличивается, ёмкость конденсатора уменьшается, поскольку \( C \) обратно пропорциональна \( d \):

При увеличении расстояния с \( d_1 = 0.1 \, \text{mm} = 0.0001 \, \text{m} \) до \( d_2 = 0.5 \, \text{mm} = 0.0005 \, \text{m} \), мы получаем:

\[ \frac{C_2}{C_1} = \frac{d_1}{d_2} = \frac{0.0001}{0.0005} = \frac{1}{5}. \]

Следовательно, ёмкость уменьшилась в 5 раз: \( C_2 = \frac{1}{5} C_1 \).

Так как заряд \( Q \) остаётся постоянным, можно записать:

\[ U_2 = \frac{Q}{C_2} = \frac{Q}{\frac{1}{5} C_1} = 5 \cdot \frac{Q}{C_1} = 5 \cdot U_1. \]

Исходное напряжение \( U_1 = 400 \, \text{V} \). Следовательно:

\[ U_2 = 5 \cdot 400 \, \text{V} = 2000 \, \text{V}. \]

Таким образом, после увеличения расстояния между обкладками до 0,5 мм, напряжение на обкладках конденсатора станет равно 2000 В.