Для решения задачи нужно разобраться, как изменяется ёмкость конденсатора при различных условиях: уменьшении расстояния между обкладками и заполнении его диэлектриком.
Исходные данные:
- Уменьшение расстояния между обкладками в 5,1 раз.
- Заполнение диэлектриком с диэлектрической проницаемостью (\varepsilon_r = 3,3).
Формула для ёмкости плоского конденсатора:
[
C = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r A}{d}
]
где:
- (C) — ёмкость,
- (\varepsilon_0) — электрическая постоянная,
- (\varepsilon_r) — диэлектрическая проницаемость (для воздуха или вакуума — 1, в диэлектрике — больше 1),
- (A) — площадь обкладок,
- (d) — расстояние между обкладками.
Как изменяется ёмкость в нашем случае?
Во-первых, при уменьшении расстояния (d) в 5,1 раз, ёмкость увеличится пропорционально уменьшению (d):
[
C_1 = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r A}{d/5,1} = 5,1 \times \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r A}{d}
]
то есть, без учёта диэлектрика, ёмкость увеличится в 5,1 раз.
Во-вторых, при заполнении конденсатора диэлектриком с (\varepsilon_r = 3,3), его ёмкость увеличивается в (\varepsilon_r) раз.
Общий эффект — это произведение двух факторов:
- увеличение в 5,1 раз из-за уменьшения расстояния,
- увеличение в 3,3 раза за счёт диэлектрика.
Итоговая переменная:
[
\text{Общий коэффициент} = 5,1 \times 3,3
]
Теперь считаем:
[
5,1 \times 3,3 = 16,83
]
Окончательный ответ:
Операция увеличения ёмкости — примерно в 17 раз, округляя до целых.
Ответ:
Ёмкость конденсатора увеличится примерно в 17 раз.