Чтобы решить задачу, давайте вспомним, что ёмкость конденсатора определяется формулой:
[ C = \frac{\varepsilon \cdot S}{d} ]
где:
- ( C ) — ёмкость конденсатора,
- ( \varepsilon ) — диэлектрическая проницаемость (вакуум или диэлектрик в конденсаторе),
- ( S ) — площадь обкладок конденсатора,
- ( d ) — расстояние между обкладками конденсатора.
Шаг 1: Изменение расстояния между обкладками.
Пусть изначальное расстояние между обкладками равно ( d_0 ). Теперь, согласно условию, это расстояние уменьшается в 2,7 раз. Тогда новое расстояние ( d_1 ) будет:
[ d_1 = \frac{d_0}{2.7} ]
Шаг 2: Изменение диэлектрической проницаемости.
Исходная диэлектрическая проницаемость ( \varepsilon_0 ) (например, для вакуума) и после заполнения диэлектриком с проницаемостью 3,7:
[ \varepsilon_1 = 3.7 \cdot \varepsilon_0 ]
Шаг 3: Подстановка в формулу ёмкости.
Теперь найдём новую ёмкость ( C_1 ):
[ C_1 = \frac{\varepsilon_1 \cdot S}{d_1} = \frac{(3.7 \cdot \varepsilon_0) \cdot S}{\frac{d_0}{2.7}} ]
Упрощая это выражение, получаем:
[ C_1 = \frac{3.7 \cdot \varepsilon_0 \cdot S \cdot 2.7}{d_0} ]
Шаг 4: Сравнение с изначальной ёмкостью.
Теперь найдём изначальную ёмкость ( C_0 ):
[ C_0 = \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d_0} ]
Шаг 5: Определение, во сколько раз увеличилась ёмкость.
Теперь поделим новую ёмкость на изначальную:
[ \frac{C_1}{C_0} = \frac{\frac{3.7 \cdot \varepsilon_0 \cdot S \cdot 2.7}{d_0}}{\frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d_0}} ]
После сокращения выражение упрощается до:
[ \frac{C_1}{C_0} = 3.7 \cdot 2.7 = 9.99 ]
Шаг 6: Округление результата.
Теперь округлим результат до целых:
[ 9.99 \approx 10 ]
Таким образом, ёмкость конденсатора увеличится в 10 раз.