Номер 8, страница 269 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

8. Как устроен конденсатор переменной электроёмкости?

8. Как устроен конденсатор переменной электроёмкости?

Конденсатор переменной электроёмкости — это конденсатор, ёмкость которого можно изменять в определённых пределах. Наиболее распространённой является конструкция с механической регулировкой.

Такой конденсатор состоит из двух наборов металлических пластин:
1. Статор — неподвижный набор параллельных пластин.
2. Ротор — подвижный набор пластин, закреплённый на оси. Пластины ротора могут входить в зазоры между пластинами статора.

Все пластины статора электрически соединены между собой и образуют одну обкладку конденсатора. Аналогично, все пластины ротора соединены между собой и образуют вторую обкладку. Наборы пластин изолированы друг от друга; диэлектриком между ними чаще всего является воздух.

Принцип работы основан на изменении площади взаимного перекрытия пластин. Электроёмкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади перекрытия обкладок $\text{S}$, что выражается формулой:

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

где $\text{C}$ — электроёмкость, $\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды между пластинами (для воздуха $\varepsilon \approx 1$), $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная, $\text{S}$ — площадь взаимного перекрытия пластин, $\text{d}$ — расстояние между пластинами.

При вращении оси ротора его пластины входят в зазоры между пластинами статора или выходят из них. Это приводит к изменению активной площади $\text{S}$.

• Когда пластины ротора полностью заходят между пластинами статора, площадь перекрытия $\text{S}$ максимальна, и ёмкость конденсатора достигает своего наибольшего значения.
• Когда пластины ротора полностью выведены, площадь перекрытия $\text{S}$ минимальна (но не равна нулю из-за краевых эффектов), и ёмкость имеет наименьшее значение.

Таким образом, вращая ручку, соединённую с ротором, можно плавно изменять ёмкость конденсатора. Такие конденсаторы широко применялись в цепях настройки аналоговых радиоприёмников и передатчиков.

Ответ: Конденсатор переменной электроёмкости представляет собой конструкцию из двух наборов пластин (неподвижного статора и подвижного ротора), которые образуют обкладки. Ёмкость изменяется за счёт механического изменения площади взаимного перекрытия пластин при вращении ротора, что, в соответствии с формулой $C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$, приводит к плавному изменению электроёмкости.