Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится напряжение между пластинами конденсатора, если расстояние между ними увеличить в 3 раза?

Ответ: напряжение между пластинами конденсатора увеличится в 3 раза.

Объяснение:

По условию задачи плоский воздушный конденсатор сначала зарядили, а затем отключили от источника тока. После отключения заряд конденсатора остаётся постоянным, поскольку ему некуда стекать.

Напряжение между пластинами конденсатора определяется формулой:

где:

• $U$ — напряжение между пластинами;

• $q$ — электрический заряд конденсатора;

• $C$ — электроёмкость конденсатора.

Электроёмкость плоского воздушного конденсатора вычисляется по формуле:

где:

• $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная;

• $S$ — площадь пластин конденсатора;

• $d$ — расстояние между пластинами.

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

Если расстояние увеличить в 3 раза, то электроёмкость уменьшится в 3 раза:

Поскольку конденсатор отключён от источника питания, его заряд не изменяется:

Подставим новую электроёмкость в формулу напряжения:

Таким образом, при увеличении расстояния между пластинами в 3 раза напряжение также увеличится в 3 раза.

Физический смысл: при неизменном заряде и площади пластин напряжённость электрического поля между ними остаётся постоянной. А поскольку напряжение связано с напряжённостью формулой $U=Ed$, увеличение расстояния в 3 раза приводит к такому же увеличению напряжения.

Итог: напряжение между пластинами конденсатора увеличится в 3 раза.