Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено стеклом. Расстояние между пластинами равно d=4 мм. На пластины подано напряжение U=1200 В. Найти: 1) поле в стекле; 2) поверхностную плотность зарядов на пластинах конденсатора
Ответы
Ответ:
1) Для нахождения поля в стекле воспользуемся формулой для емкости плоского конденсатора:
C = ε0εrS/d
где ε0 - электрическая постоянная, εr - диэлектрическая проницаемость стекла (приблизительно равна 5), S - площадь пластин конденсатора.
Из этой формулы можем выразить поле в стекле:
E = U/d = 1200 В / 4 мм = 300 000 В/м
Теперь, зная поле в стекле и диэлектрическую проницаемость стекла, можем найти плотность зарядов на поверхности стекла.
2) Для нахождения поверхностной плотности зарядов на пластинах конденсатора воспользуемся формулой:
σ = Q/S
где Q - заряд на одной пластине конденсатора, S - площадь одной пластины.
Заряд на одной пластине можно найти из формулы для емкости плоского конденсатора:
C = Q/U
Отсюда:
Q = CU = ε0εrS U/d
И тогда:
σ = ε0εrU/d
Подставляя значения, получаем:
σ = 8,85 * 10^-12 * 5 * 1200 В / 4 мм = 1,11 * 10^-6 Кл/м^2.
Объяснение:
Ответ:
1) Поле в стекле можно найти с помощью закона Ома для конденсатора:
E = U/d,
где E - поле, U - напряжение, d - расстояние между пластинами.
Подставляя значения, получаем:
E = 1200 В / 4 мм = 300000 В/м.
Ответ: поле в стекле равно 300000 В/м.
2) Поверхностная плотность зарядов на пластинах конденсатора связана с полем и диэлектрической проницаемостью стекла следующим соотношением:
σ = ε0 * E,
где σ - поверхностная плотность зарядов, ε0 - электрическая постоянная, E - поле.
Подставляя значения, получаем:
σ = 8,85 * 10^-12 Ф/м * 300000 В/м = 2,655 * 10^-6 Кл/м^2.
Ответ: поверхностная плотность зарядов на пластинах конденсатора равна 2,655 * 10^-6 Кл/м^2.