Для определения модуля напряженности электростатического поля E на основе заряда конденсатора g, площади обкладок S и диэлектрической проницаемости материала ε, заполняющего пространство между обкладками, можно использовать формулу:
E = g / (ε * S)
Значение диэлектрической проницаемости полистирола ε ≈ 2.6 (при комнатной температуре), выраженная в СИ единицах. Однако, площадь обкладок дана в см^2, поэтому ее необходимо преобразовать в метры:
S = 70 см^2 = 0.007 м^2
Теперь можно подставить известные значения в формулу и вычислить модуль напряженности электростатического поля E:
Ответ: модуль напряженности электростатического поля конденсатора составляет примерно 0.205 кВ/м.
1 votes Thanks 1
Kraken100
Только есть вопрос, как получилась эта формула?
talgatovdinmhammed
Формула для вычисления напряженности электрического поля внутри плоского конденсатора E = g / ε0, где g - заряд на обкладках конденсатора, а ε0 - электрическая постоянная, является следствием закона Кулона.
Закон Кулона утверждает, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически это записывается в виде:
F = k * q1 * q2 / r^2,
talgatovdinmhammed
где F - сила взаимодействия между зарядами q1 и q2, r - расстояние между зарядами, а k - постоянная пропорциональности, называемая постоянной Кулона.
talgatovdinmhammed
В случае плоского конденсатора мы можем считать, что обкладки конденсатора являются бесконечно большими плоскостями с зарядами q1 и q2, расположенными на расстоянии d друг от друга. В этом случае расстояние между зарядами не меняется, поэтому мы можем рассчитать напряженность поля E как отношение силы между зарядами к заряду на единицу площади обкладки:
E = F / q1 = k * q2 / r^2 / q1 = k * q / d^2 / q1
talgatovdinmhammed
где q = q1 = q2 - заряд на обкладках, а d - расстояние между ними. Постоянная пропорциональности k связана с электрической постоянной ε0 следующим образом: k = 1 / (4πε0).
Таким образом, получаем формулу для напряженности поля внутри плоского конденсатора E = g / ε0, где g - заряд на обкладках конденсатора.
Answers & Comments
Для определения модуля напряженности электростатического поля E на основе заряда конденсатора g, площади обкладок S и диэлектрической проницаемости материала ε, заполняющего пространство между обкладками, можно использовать формулу:
E = g / (ε * S)
Значение диэлектрической проницаемости полистирола ε ≈ 2.6 (при комнатной температуре), выраженная в СИ единицах. Однако, площадь обкладок дана в см^2, поэтому ее необходимо преобразовать в метры:
S = 70 см^2 = 0.007 м^2
Теперь можно подставить известные значения в формулу и вычислить модуль напряженности электростатического поля E:
E = g / (ε * S) = 4.0 * 10^-9 Кл / (2.6 * 8.85 * 10^-12 Ф/м * 0.007 м^2) ≈ 0.205 кВ/м
Ответ: модуль напряженности электростатического поля конденсатора составляет примерно 0.205 кВ/м.
Закон Кулона утверждает, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически это записывается в виде:
F = k * q1 * q2 / r^2,
E = F / q1 = k * q2 / r^2 / q1 = k * q / d^2 / q1
Таким образом, получаем формулу для напряженности поля внутри плоского конденсатора E = g / ε0, где g - заряд на обкладках конденсатора.