Разделы сайта

Категория:

...

Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют

20.04.2021 05:23:56 | Автор: Анна

В данных задачах емкости конденсаторов меняют тем или иным способом - например, сдвигают с определенной скоростью. Или вводят внутрь пластину диэлектрика.

Задача 1.

Плоский конденсатор с площадью квадратных пластин $S=400$ см $^2$ и расстоянием между ними $d=2$ мм подключен к источнику напряжением $U=120$ В. В пространство между обкладками конденсатора со скоростью $\upsilon=10$ см/с вдвигают пластину с диэлектрической проницаемостью $\varepsilon=2$ . Определить величину тока, протекающего в цепи.

Решение. Емкость становится больше, то есть ее изменение положительно. Первоначальная емкость

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

Конечная

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

Изменение емкости

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

С изменением емкости заряд конденсатора изменится:

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

Ток через конденсатор

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

$a$ - длина пластины конденсатора.

Но $\frac{a}{\Delta t }=\frac{\sqrt{S}}{\Delta t }=\upsilon$ , поэтому

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

Ответ: 10,62 нА.

Задача 2.

В электрической цепи после зарядки конденсатора емкостью $C=10^{-3}$ Ф, расстояние между обкладками которого $d=10^{-2}$ м, напряжение $U=10^2$ В, начинают сдвигать обкладки со скоростью $\upsilon=10$ см/с. Определить величину и направление тока в цепи в момент начала сдвига обкладок.

Решение. Расстояние между обкладками меняется со временем

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

По определению

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

Ответ: 1 А.

Задача 3.

Пластины плоского воздушного конденсатора, площадью $S=7,2\cdot10^{-2}$ м $^2$ каждая, подсоединены к источнику ЭДС $E=12$ В. Одна из пластин движется навстречу другой таким образом, что расстояние между ними меняется по закону $d=0,1-2t$ . Определить, как меняется сила тока в этой цепи. Вычислить $I(0)$ .

Решение. По предыдущей задаче

Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют I_0=frac{CUupsilon}{d}=frac{varepsilon_0 SUupsilon}{d^2}=

frac{8,85cdot 10^{-12}cdot 7,2 cdot 10^{-2}cdot 12cdot 2}{10^{-2}}=1,53cdot 10^{-9} Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют

Где модуль скорости $\upsilon=\mid d'\mid =2$

Ток же будет меняться по закону

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

Ответ: $I_0=1,53$ нА.

Задача 4.

Двум воздушным плоским одинаковым конденсаторам, соединенным параллельно, сообщен заряд $Q$ . В момент времени $t=0$ расстояние между пластинами первого конденсатора начинают равномерно увеличивать по закону $d_1=d_0+\upsilon t$ , а расстояние между пластинами второго конденсатора равномерно уменьшать по закону $d_2=d_0-\upsilon t$ . Найти силу тока в цепи во время движения пластин.

Решение. Емкость этой системы конденсаторов равна $C_1+C_2$ . Очевидно, что заряд каждого из них равен $\frac{Q}{2}$ . Далее емкость одного растет, а емкость второго – уменьшается и так же ведут себя заряды. В цепи возникнет ток из зарядов, перемещающихся с пластин одного конденсатора на пластины другого.

$Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют$

Ответ: $I=\frac{Q\upsilon}{2d}$

‹						›
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс

Разделы сайта

Рекомендую

Категория:

Задачи, в которых емкости конденсаторов меняют