Номер 3, страница 126, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VII. Электростатика. Параграф 39. Электроёмкость. Энергия электрического поля - номер 3, страница 126.

Условие.

°3. Изменится ли электроёмкость конденсатора, и если да, то как, если:

а) увеличить заряд конденсатора в 3 раза;

б) уменьшить напряжение между обкладками в 10 раз?

Выясним, от чего зависит электроёмкость конденсатора.

Решение 2.

Электроёмкость конденсатора — это физическая величина, определяемая отношением заряда $\text{q}$ на одной из обкладок к напряжению $\text{U}$ между обкладками: $C = q/U$.

Важно понимать, что электроёмкость $\text{C}$ является характеристикой самого конденсатора и не зависит ни от сообщённого ему заряда $\text{q}$, ни от возникшего на нём напряжения $\text{U}$. Электроёмкость определяется геометрическими параметрами конденсатора (формой и размерами его обкладок, расстоянием между ними) и диэлектрическими свойствами среды, находящейся между обкладками. Для плоского конденсатора формула электроёмкости выглядит так:

$C = (\epsilon \cdot \epsilon_0 \cdot S) / d$

где $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды, $\epsilon_0$ — электрическая постоянная, $\text{S}$ — площадь обкладок, а $\text{d}$ — расстояние между ними.

Таким образом, величина ёмкости является постоянным коэффициентом пропорциональности для данного конденсатора. Это означает, что во сколько раз изменяется заряд на обкладках, во столько же раз изменяется и напряжение между ними, а их отношение ($\text{C}$) остаётся постоянным.

а) увеличить заряд конденсатора в 3 раза;
Если увеличить заряд $\text{q}$ на обкладках конденсатора в 3 раза, то, согласно формуле $U = q/C$, напряжение $\text{U}$ между обкладками также увеличится в 3 раза. Электроёмкость $\text{C}$, являясь постоянной для данного конденсатора, не изменится.
Ответ: Электроёмкость конденсатора не изменится.

б) уменьшить напряжение между обкладками в 10 раз?
Если уменьшить напряжение $\text{U}$ между обкладками в 10 раз, то, согласно формуле $q = C \cdot U$, заряд $\text{q}$ на обкладках также уменьшится в 10 раз. Отношение $q/U$ останется неизменным, так как электроёмкость $\text{C}$ зависит только от конструктивных особенностей конденсатора.
Ответ: Электроёмкость конденсатора не изменится.