Что произойдет с электроемкостью плоского конденсатора, если при его частичном вертикальном погружении в жидкий

Объяснение: При погружении плоского конденсатора в жидкость и заполнении половины его объёма, происходит изменение его электроемкости.

Электроемкость плоского конденсатора определяется формулой:

С = ε₀ * (S/d),

где С — электроемкость, ε₀ — электрическая постоянная, S — площадь пластин конденсатора, d — расстояние между пластинами.

При погружении плоского конденсатора в жидкость и заполнении половины его объёма, меняется только расстояние между пластинами (d). Расстояние между пластинами уменьшается в 2 раза, так как половина конденсатора заполняется жидкостью.

Подставляя новое значение расстояния (d/2) в формулу электроемкости, получаем новое значение электроемкости (C’):

C’ = ε₀ * (S/(d/2)) = 2 * ε₀ * (S/d) = 2C.

Таким образом, электроемкость плоского конденсатора увеличивается в 2 раза при заполнении половины его объёма жидкостью.

Пример использования:

Допустим, у нас есть плоский конденсатор с площадью пластин S = 5 см² и расстоянием между ними d = 10 мм. Как изменится его электроемкость, если мы заполним половину конденсатора жидкостью?

Решение:
Сначала найдем исходное значение электроемкости C по формуле:
C = ε₀ * (S/d) = ε₀ * (5 см² / 10 мм) = ε₀ * 0.5 см.

Затем найдем новое значение электроемкости C’ после заполнения половины конденсатора жидкостью. Учитывая, что расстояние между пластинами d уменьшилось в 2 раза, получаем:
C’ = 2C = 2 * ε₀ * 0.5 см = ε₀ * 1 см.

Таким образом, электроемкость конденсатора увеличилась в 2 раза и равна ε₀ * 1 см.

Совет: Для лучшего понимания концепции изменения электроемкости плоского конденсатора при погружении в жидкость, рекомендуется проводить эксперименты или использовать демонстрационные модели, чтобы визуализировать процесс. Изучение формулы и примеров также поможет лучше понять связь между электроемкостью и изменениями в конструкции конденсатора.

Упражнение: У вас есть плоский конденсатор с площадью пластин S = 8 см² и электроемкостью C = 10 мкФ. Если вы заполняете половину объема конденсатора жидкостью, как изменится расстояние между пластинами?