Дано: U = 400 В, h = 1,2 см = 0,012 м, ε = 5.
а) Найти поверхностную плотность свободных зарядов на обкладках конденсатора.
Найдем напряженность электрического поля в диэлектрике:
E = U / h = 400 В / 0,012 м = 33333,33 В/м.
Так как диэлектрик находится между пластинами конденсатора, то напряженность электрического поля в диэлектрике будет E' = E / ε = 33333,33 В/м / 5 = 6666,67 В/м.
Поверхностная плотность свободных зарядов на обкладках конденсатора равна σ = ε0 * E = 8,85 * 10^(-12) Ф/м * 6666,67 В/м = 5,9 * 10^(-8) Кл/м^2.
б) Найти поверхностную плотность связанных зарядов на пластине.
Поверхностная плотность связанных зарядов на пластине равна σ' = ε0 * (E - E') = 8,85 * 10^(-12) Ф/м * (33333,33 В/м - 6666,67 В/м) = 2,96 * 10^(-7) Кл/м^2.
Ответ:
а) Поверхностная плотность свободных зарядов на обкладках конденсатора: 5,9 * 10^(-8) Кл/м^2.
б) Поверхностная плотность связанных зарядов на пластине: 2,96 * 10^(-7) Кл/м^2.