Плоский воздушный конденсатор подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменится электрический заряд на одной из обкладок конденсатора при уменьшении расстояния между его пластинами в 3 раза?

Ответ: электрический заряд на одной из обкладок конденсатора увеличится в 3 раза.

Объяснение:

Ёмкость плоского воздушного конденсатора определяется формулой:

где:

• $C$ — электроёмкость конденсатора;

• $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная;

• $S$ — площадь обкладок конденсатора;

• $d$ — расстояние между пластинами.

Из формулы видно, что электроёмкость конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между его пластинами.

Если расстояние между пластинами уменьшить в 3 раза, то электроёмкость увеличится в 3 раза:

Электрический заряд конденсатора определяется формулой:

где:

• $q$ — модуль заряда одной обкладки;

• $C$ — электроёмкость конденсатора;

• $U$ — напряжение между обкладками.

По условию конденсатор подключён к источнику постоянного напряжения, поэтому напряжение $U$ при изменении расстояния между пластинами остаётся неизменным.

Следовательно, заряд прямо пропорционален электроёмкости:

Отсюда:

Вывод: при уменьшении расстояния между пластинами плоского воздушного конденсатора в 3 раза его электроёмкость увеличивается в 3 раза. Поскольку напряжение остаётся постоянным, модуль электрического заряда на каждой обкладке также увеличивается в 3 раза.

Дополнительный заряд поступает на обкладку от источника напряжения. При этом заряды обкладок остаются равными по модулю и противоположными по знаку.