Электроемкость. Конденсаторы

Для решения задач данного раздела необходимо знать обозначения и единицы измерения для следующих физических величин:

С – электроемкость Ф

U – напряжение (разность потенциалов) В

q – величина заряда Кл

ε₀ – электрическая постоянная [8,85·10^-12Ф/м] (см. справоч. табл.)

S – площадь пластин конденсатора м²

d – расстояние между пластинам конденсатора [м]

Обязательно разыщите в учебнике и изучите устройство и предназначение конденсатора. Выясните, из каких составных частей он состоит, и нарисуйте у себя в тетради его изображение на схеме. Постарайтесь разобраться, какими способами можно соединять между собой конденсаторы и как определить общую емкость электрический заряд, накопленный на нескольких соединенных между собой конденсаторах. Запишите формулы для определения электроемкости и для вычисления электроемкости плоского конденсатора. Найдите формулы, по которым можно вычислить величину энергии, накопленной заряженным конденсатором.

ЗАДАЧА-ОБРАЗЕЦ: Конденсатор емкостью 50 мкФ заряжен до напряжения между пластинами 20 В, а другой конденсатор, емкостью 20 мкФ, заряжен до напряжения 50 В. Каким окажется напряжение, если соединить оба конденсатора параллельно?

Дано:	СИ:	Решение: Электроемкость конденсатора определяется по формуле:
С1=50мкФ U1=20В С2=20мкФ U2=50В	5·10^-5 Ф 2·10^-5 Ф
Uобщ=?
Переносом сомножителей преобразуйте эту формулу для вычисления величины заряда, накопленного конденсатором: Примените эту формулу для вычисления величины первого и второго зарядов: Проверьте, какая размерность у результата:
При параллельном соединении конденсаторов их заряды складываются между собой. Поэтому общий заряд можно определить простым суммированием двух зарядов: При параллельном соединении конденсаторов их емкости так же складываются между собой: Формулу электроемкости можно преобразовать и для вычисления напряжения между пластинами: Сделайте по этой формуле численный расчет и проверку размерности у результата: Запишите ответ. Ответ: Общее напряжение для двух конденсаторов будет 28,6 В.

1. Конденсатор емкостью 30 мкФ заряжен до напряжения между пластинами 10 В и соединен параллельно с другим, незаряженным конденсатором емкостью 20 мкФ. Каким в результате этого соединения окажется общее напряжение на их пластинах?

2. Конденсатор емкостью 10 мкФ заряжен до напряжения 20 В, а другой конденсатор, емкостью 30 мкФ заряжен до напряжения 40 В. Каким окажется напряжение между пластинами обоих конденсаторов, если соединить их между собой параллельно?

3. Конденсатор емкостью 50 мкФ заряжен до напряжения между пластинами 20 В, и соединен параллельно с другим конденсатором, который заряжен до напряжения 40 В. В результате соединения, между пластинами обоих конденсаторов установилось напряжение 30 В. Определите емкость второго конденсатора.

4. Какую энергию накапливают на своих пластинах конденсаторы из предыдущей задачи до и после соединения?

5. Определите площадь и диаметр пластин для плоского слюдяного конденсатора с круглыми пластинами, расстояние между которыми составляет 0,1мм, а электроемкость у конденсатора 1,77 мкФ.