Давайте подробно разберем задачу.
Дано:
- Емкость конденсатора ( C = 50, \text{мкФ} = 50 \times 10^{-6}, \text{Ф} )
- Зазор между обкладками ( d= 4, \text{мм} = 4 \times 10^{-3}, \text{м} )
- Напряженность поля между обкладками ( E= 240, \text{В/м} )
Нам нужно найти заряд конденсатора ( Q ), выраженный в мкКл.
Шаг 1: Взаимосвязь между напряженностью поля и напряжением
Напряженность электрического поля ( E ) равна отношению напряжения ( V ) к расстоянию между обкладками ( d ):
[
E = \frac{V}{d} \Rightarrow V = E \times d
]
Подставляем значения:
[
V = 240, \text{В/м} \times 4 \times 10^{-3}, \text{м} = 0.96, \text{В}
]
Шаг 2: Использование формулы для ёмкости
Имеется формула для емкости плоского конденсатора:
[
C = \varepsilon_0 \frac{S}{d}
]
где ( S ) — площадь обкладок, ( \varepsilon_0 ) — электрическая постоянная (( \varepsilon_0 \approx 8.854 \times 10^{-12}, \text{Ф/м} )). Но у нас есть емкость и напряжение, следовательно, можно найти заряд:
[
Q = C \times V
]
Шаг 3: Вычисление заряда
Подставляем значения:
[
Q = 50 \times 10^{-6}, \text{Ф} \times 0.96, \text{В} = 48 \times 10^{-6}, \text{Кл}
]
или
[
Q = 4.8 \times 10^{-5}, \text{Кл}
]
Шаг 4: Перевод в мкКл
1 мкКл = (10^{-6}) Кл, значит:
[
Q = 48, \text{мкКл}
]
Итог:
Заряд конденсатора равен aproximadamente 48 мкКл.