Номер 6, страница 342 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 12. Разность потенциалов. Энергия электростатического поля. Параграф 62. Электрическая ёмкость. Конденсаторы. Вопросы - номер 6, страница 342.

Условие.

6. Как записывается формула определения ёмкости плоского конденсатора с диэлектриком?

Решение.

5. От чего зависит емкость плоского конденсатора?

Емкость плоского конденсатора — это физическая величина, характеризующая его способность накапливать электрический заряд. Она зависит от геометрических параметров самого конденсатора и от электрических свойств среды между его обкладками. Конкретнее, емкость зависит от:
1. Площади его пластин (обкладок) $\text{S}$. Емкость прямо пропорциональна площади пластин. Чем больше площадь, тем больше заряда может накопиться на пластинах при заданном напряжении, и, следовательно, тем выше емкость.
2. Расстояния между пластинами $\text{d}$. Емкость обратно пропорциональна расстоянию между ними. При уменьшении расстояния напряженность электрического поля между обкладками (при том же заряде) возрастает, что приводит к уменьшению разности потенциалов ($U=Ed$) и, как следствие, к увеличению емкости ($C=q/U$).
3. Диэлектрической проницаемости среды $\varepsilon$, находящейся между пластинами. Помещение диэлектрика между обкладками приводит к ослаблению электрического поля, что, в свою очередь, увеличивает емкость конденсатора. Емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости материала.

Ответ: Емкость плоского конденсатора зависит от площади его пластин, расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды, заполняющей пространство между пластинами.

6. Как записывается формула определения ёмкости плоского конденсатора с диэлектриком?

Формула для расчета электроемкости плоского конденсатора, пространство между обкладками которого полностью заполнено однородным диэлектриком, имеет следующий вид:

$C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$

где:
$\text{C}$ — электроемкость конденсатора, измеряется в Фарадах (Ф).
$\varepsilon$ — относительная диэлектрическая проницаемость среды (безразмерная величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в данной среде меньше, чем в вакууме).
$\varepsilon_0$ — электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума), равная примерно $8.85 \cdot 10^{-12}$ Ф/м.
$\text{S}$ — площадь одной пластины конденсатора (площадь их взаимного перекрытия), измеряется в квадратных метрах (м²).
$\text{d}$ — расстояние между пластинами, измеряется в метрах (м).

Ответ: $C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$