Номер 4, страница 118 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 23. Конденсатор - номер 4, страница 118.

Условие.

4. От чего зависит ёмкость конденсатора?

Решение.

Ёмкость (электроёмкость) конденсатора — это физическая величина, характеризующая его способность накапливать электрический заряд. По определению, ёмкость равна отношению заряда $\text{q}$ одной из его обкладок к разности потенциалов (напряжению) $\text{U}$ между обкладками:

$C = \frac{q}{U}$

Важно понимать, что несмотря на наличие в формуле заряда $\text{q}$ и напряжения $\text{U}$, ёмкость конденсатора не зависит от этих величин. Ёмкость является конструктивной характеристикой самого конденсатора. При увеличении заряда на обкладках пропорционально возрастает и напряжение между ними, поэтому их отношение $\text{C}$ остаётся постоянным.

Ёмкость конденсатора определяется следующими факторами:

Для наглядности рассмотрим формулу ёмкости плоского конденсатора, который состоит из двух параллельных пластин:

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

Из этой формулы видно, что ёмкость зависит от:

1. Геометрических размеров и формы проводников. В данном случае это площадь перекрытия пластин $\text{S}$. Ёмкость прямо пропорциональна площади пластин. Чем больше площадь, тем больше заряда можно разместить на пластинах при одном и том же напряжении, а значит, тем больше ёмкость.

2. Расстояния между проводниками. В формуле это расстояние между пластинами $\text{d}$. Ёмкость обратно пропорциональна расстоянию. Чем ближе пластины друг к другу, тем сильнее их взаимное электростатическое притяжение, что позволяет накопить больший заряд при том же напряжении, увеличивая ёмкость.

3. Свойств диэлектрика, расположенного между проводниками. Эта зависимость описывается относительной диэлектрической проницаемостью среды $\varepsilon$. Ёмкость прямо пропорциональна этой величине. Помещение диэлектрика между обкладками увеличивает ёмкость конденсатора в $\varepsilon$ раз по сравнению с вакуумом, так как молекулы диэлектрика поляризуются и создают внутреннее электрическое поле, ослабляющее внешнее поле. В формуле $\varepsilon_0$ — это электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума).

Таким образом, в общем случае ёмкость любого конденсатора определяется его геометрией (формой, размерами, взаимным расположением проводников) и диэлектрическими свойствами среды между ними.

Ответ: Ёмкость конденсатора зависит от его геометрических характеристик (формы и размеров проводников, расстояния между ними) и от диэлектрической проницаемости среды, находящейся между проводниками. Она не зависит от заряда, сообщённого конденсатору, и от напряжения на нём.