Какова сила притяжения между обкладками плоского слюдяного конденсатора с площадью S = 1 дм², который заряжен до напряжения U = 300 В и имеет расстояние d = 0,2 мм между обкладками?
Физика Колледж Электрические поля и конденсаторы
Чтобы найти силу притяжения между обкладками плоского слюдяного конденсатора, нам нужно использовать несколько физических формул. Давайте разберем этот процесс по шагам.
Шаг 1: Найдем заряд на обкладках конденсатора.Сначала мы можем найти заряд (Q) на обкладках конденсатора, используя формулу:
Q = C * U
где:
Ёмкость плоского конденсатора рассчитывается по формуле:
C = (ε0 * S) / d
где:
Подставим значения в формулу для ёмкости:
C = (8,85 * 10^(-12) Ф/м * 1 * 10^(-2) м²) / (0,2 * 10^(-3) м)
C = (8,85 * 10^(-14)) / (0,2 * 10^(-3)) = 4,425 * 10^(-10) Ф.
Шаг 3: Найдем заряд на обкладках.Теперь подставим найденную ёмкость в формулу для заряда:
Q = C * U = 4,425 * 10^(-10) Ф * 300 В = 1,3275 * 10^(-7) Кл.
Шаг 4: Найдем силу притяжения между обкладками.Сила притяжения (F) между обкладками конденсатора может быть найдена по формуле:
F = (Q^2) / (2 * ε0 * S)
Подставим значения:
F = ((1,3275 * 10^(-7) Кл)^2) / (2 * 8,85 * 10^(-12) Ф/м * 1 * 10^(-2) м²)
Сначала найдем Q^2:
(1,3275 * 10^(-7))^2 = 1,7633 * 10^(-14) Кл².
Теперь подставим это значение в формулу для силы:
F = (1,7633 * 10^(-14) Кл²) / (2 * 8,85 * 10^(-12) Ф/м * 1 * 10^(-2) м²)
F = (1,7633 * 10^(-14)) / (1,77 * 10^(-13)) = 0,0995 Н.
Ответ:Сила притяжения между обкладками плоского слюдяного конденсатора составляет приблизительно 0,0995 Н.