Дано: U1 = 400 В d1 = 0.1 мм = 0.1 * 10⁻³ м d2 = 0.5 мм = 0.5 * 10⁻³ м
Найти: U2 - напряжение между обкладками после увеличения расстояния
Решение:
Заряд конденсатора Q остается постоянным, так как конденсатор отключен от источника.
Электрическая емкость плоского конденсатора определяется формулой: C = ε₀ * S / d где C - емкость, ε₀ - диэлектрическая постоянная, S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.
Заряд конденсатора можно выразить через емкость и напряжение: Q = C * U
Так как Q1 = Q2 (заряд не меняется), то: C1 * U1 = C2 * U2
Подставим формулу для емкости в предыдущее уравнение: (ε₀ * S / d1) * U1 = (ε₀ * S / d2) * U2
Площадь обкладок (S) и диэлектрическая проницаемость (ε₀) не меняются. Сократим их: U1 / d1 = U2 / d2
Выразим U2: U2 = U1 * d2 / d1
Подставим значения: U2 = 400 В * (0.5 * 10⁻³ м) / (0.1 * 10⁻³ м) U2 = 400 В * 5 U2 = 2000 В
Ответ: U2 = 2000 В