Напряжение на обкладках конденсатора 400 В, расстояние между обкладками 0,1 мм. Конденсатор отключили от источника напряжения и увеличили расстояние между обкладками до 0,5 мм. Чему будет равно после этого напряжение на обкладках конденсатора?
от

1 Ответ

Дано:  
U1 = 400 В (начальное напряжение)  
d1 = 0,1 мм = 0,1 * 10^-3 м (начальное расстояние между обкладками)  
d2 = 0,5 мм = 0,5 * 10^-3 м (новое расстояние между обкладками)  

Найти:  
U2 (новое напряжение на обкладках конденсатора)

Решение:  
Когда конденсатор отключен от источника, заряд Q на обкладках сохраняется постоянным. Ёмкость C конденсатора определяется формулой:  
C = (ε * S) / d,  
где ε - диэлектрическая проницаемость, S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.

Сначала найдем заряд Q при начальном напряжении:  
Q = C * U1.

При увеличении расстояния между обкладками ёмкость конденсатора изменится. Новое расстояние d2 увеличивает расстояние между обкладками, что приведет к уменьшению ёмкости:  
C2 = (ε * S) / d2.

Так как заряд Q остается постоянным, то для нового состояния:  
Q = C2 * U2.

Приравнивая два выражения для заряда:  
C * U1 = C2 * U2.

Теперь выразим U2:  
U2 = (C * U1) / C2.

Подставим выражения для ёмкости:  
U2 = ( (ε * S) / d1 * U1) / ( (ε * S) / d2) = (d2 / d1) * U1.

Теперь подставим известные значения:  
U2 = (0,5 * 10^-3 м / 0,1 * 10^-3 м) * 400 В = 5 * 400 В = 2000 В.

Ответ:  
Новое напряжение на обкладках конденсатора будет 2000 В.
от