Площадь пластины воздушного плоского конденсатора равна S= 100 см2, а расстояние между пластинами d= 5 мм. Определите ёмкость этого конденсатора и напряжение между его пластинами, если заряд конденсатора q = 1 мкКл. Как изменятся ответы, если пространство между пластинами конденсатора заполнить слюдой?

Емкость конденсатора C определяется формулой:

C = ε₀ * S / d,

где ε₀ - электрическая постоянная, S - площадь пластин, d - расстояние между пластинами.

Подставляя данные из условия, получаем:

C = 8,85 * 10^-12 * 100 / 0,005 = 1,77 * 10^-8 Ф

Напряжение между пластинами U определяется формулой:

U = q / C,

где q - заряд конденсатора.

Подставляя данные из условия, получаем:

U = 1 * 10^-6 / 1,77 * 10^-8 = 56,5 В

Если пространство между пластинами конденсатора заполнить слюдой, то емкость конденсатора уменьшится, так как диэлектрическая проницаемость слюды больше, чем вакуума. Для слюды ε ≈ 6, поэтому новая емкость будет:

C' = ε * ε₀ * S / d = 6 * 8,85 * 10^-12 * 100 / 0,005 = 1,06 * 10^-7 Ф

Напряжение между пластинами при этом не изменится, так как заряд конденсатора остается тем же:

U' = q / C' = 1 * 10^-6 / 1,06 * 10^-7 = 9,43 В.