Номер 4, страница 269 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

4. В каких единицах выражается электроёмкость?

1. Конденсаторы — это устройства, предназначенные для накопления электрического заряда и, как следствие, энергии электрического поля. Благодаря своей способности быстро заряжаться и разряжаться, они используются в самых разных областях электроники и электротехники: в качестве фильтров для сглаживания пульсаций напряжения в источниках питания, в колебательных контурах для настройки радиоприемников и передатчиков, в цепях для разделения переменного и постоянного тока, в фотовспышках для создания мощного кратковременного импульса, а также в пусковых устройствах электродвигателей. Ответ: Конденсаторы предназначены для накопления электрического заряда и энергии электрического поля.

2. Конденсатор в своей простейшей форме состоит из двух проводящих пластин, называемых обкладками, которые разделены слоем диэлектрика — материала, не проводящего электрический ток (например, воздух, бумага, керамика, слюда). Диэлектрик не позволяет зарядам перетекать напрямую с одной обкладки на другую. Эта конструкция позволяет накапливать на обкладках равные по величине, но противоположные по знаку электрические заряды. Вся система обычно помещается в защитный корпус для изоляции и защиты от механических повреждений. Ответ: Конденсатор состоит из двух проводящих обкладок, разделенных слоем диэлектрика.

3. Электроёмкостью (или просто ёмкостью) конденсатора называют физическую величину, которая является мерой его способности накапливать электрический заряд. Она определяется как отношение заряда $\text{q}$, накопленного на одной из обкладок конденсатора, к разности потенциалов (напряжению) $\text{U}$ между его обкладками. Математически это выражается формулой: $C = \frac{q}{U}$. Чем больше ёмкость, тем больший заряд может накопить конденсатор при заданном напряжении. Ответ: Электроёмкость — это физическая величина, равная отношению заряда на одной из обкладок конденсатора к напряжению между обкладками.

4. В Международной системе единиц (СИ) электроёмкость измеряется в фарадах (Ф). Один фарад — это ёмкость такого конденсатора, у которого при сообщении ему заряда в один кулон (Кл) возникает напряжение между обкладками в один вольт (В): $1 \text{ Ф} = 1 \frac{\text{Кл}}{\text{В}}$. Фарад — это очень большая единица ёмкости, поэтому на практике чаще всего используются его дольные единицы: микрофарад ($1 \text{ мкФ} = 10^{-6} \text{ Ф}$), нанофарад ($1 \text{ нФ} = 10^{-9} \text{ Ф}$) и пикофарад ($1 \text{ пФ} = 10^{-12} \text{ Ф}$). Ответ: Электроёмкость выражается в фарадах (Ф) и его дольных единицах (мкФ, нФ, пФ).

5. Электроёмкость конденсатора не зависит от заряда на его обкладках или напряжения между ними. Она определяется исключительно геометрическими параметрами конденсатора и диэлектрическими свойствами среды, находящейся между обкладками. Для плоского конденсатора ёмкость рассчитывается по формуле $C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$, где $\text{S}$ — площадь каждой обкладки, $\text{d}$ — расстояние между ними, $\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость материала диэлектрика, а $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума). Таким образом, ёмкость зависит от площади обкладок, расстояния между ними и типа диэлектрика. Ответ: Электроёмкость зависит от геометрических размеров конденсатора (площади обкладок, расстояния между ними) и от диэлектрической проницаемости вещества между обкладками.

6. Этот вопрос, вероятно, повторяет первый вопрос о предназначении конденсаторов. Конденсаторы используются для накопления и быстрого высвобождения электрической энергии. Основные области применения включают: фильтрацию сигналов, создание колебательных контуров в радиоаппаратуре, временные задержки в схемах, коррекцию коэффициента мощности в промышленных сетях и запуск асинхронных электродвигателей. Ответ: Конденсаторы используются в различных электронных и электрических схемах для накопления энергии, фильтрации, создания временных задержек и в колебательных контурах.