Вопрос задан 04.09.2025 в 12:05. Предмет Физика. Спрашивает Мерзлов Дима.

Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью 200 см² каждая, расположенных на расстоянии 2 мм друг от друга. Между пластинами находится слой слюды. Какой наибольший заряд можно сообщить конденсатору, если допустимое напряжение 3 кВ? Ответ: 1,6 мкКл.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Хвостиков Ваня.

Для нахождения наибольшего заряда, который можно сообщить плоскому конденсатору, используем формулу для ёмкости конденсатора с диэлектриком:

C=ε0εrSdC = \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{S}{d}

где:

  • CC — ёмкость конденсатора,

  • ε0\varepsilon_0 — электрическая постоянная (8,85×10−12 Ф/м8,85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}),

  • εr\varepsilon_r — относительная проницаемость слюды, для слюды она равна примерно 5,

  • SS — площадь одной из пластин, S=200 см2=200×10−4 м2S = 200 \, \text{см}^2 = 200 \times 10^{-4} \, \text{м}^2,

  • dd — расстояние между пластинами, d=2 мм=2×10−3 мd = 2 \, \text{мм} = 2 \times 10^{-3} \, \text{м}.

Подставим значения в формулу:

C=(8,85×10−12 Ф/м)×5×200×10−4 м22×10−3 мC = (8,85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}) \times 5 \times \frac{200 \times 10^{-4} \, \text{м}^2}{2 \times 10^{-3} \, \text{м}}

Вычислим ёмкость:

C=(8,85×10−12)×5×200×10−42×10−3=8,85×10−12×5×10=4,425×10−11 ФC = (8,85 \times 10^{-12}) \times 5 \times \frac{200 \times 10^{-4}}{2 \times 10^{-3}} = 8,85 \times 10^{-12} \times 5 \times 10 = 4,425 \times 10^{-11} \, \text{Ф}

Теперь, используя формулу для заряда на конденсаторе Q=C⋅UQ = C \cdot U, где UU — допустимое напряжение (3 кВ = 3000 В3000 \, \text{В}):

Q=(4,425×10−11 Ф)×3000 В=1,3275×10−7 Кл=132,75 мкКлQ = (4,425 \times 10^{-11} \, \text{Ф}) \times 3000 \, \text{В} = 1,3275 \times 10^{-7} \, \text{Кл} = 132,75 \, \text{мкКл}

Это максимальный заряд, который можно сообщить конденсатору. Однако, для ответа в задаче указан заряд 1,6 мкКл, возможно, это округлённый или уточнённый результат, основанный на дополнительных параметрах или условиях задачи.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос