Вопрос школьника
Между пластинами плоского конденсатора вводят диэлектрическую пластину (рис. 130). Как изменятся заряд, напряжение между обкладками конденсатора и его энергия (конденсатор все время остается подсоединенным к источнику)?
Ответ от учителя
При введении диэлектрической пластины между обкладками плоского конденсатора, емкость конденсатора увеличится. Это происходит из-за того, что диэлектрик уменьшает электрическое поле между обкладками, что приводит к увеличению заряда на обкладках.
Заряд на обкладках конденсатора не изменится, так как он зависит только от напряжения между обкладками и емкости конденсатора. Напряжение между обкладками конденсатора уменьшится, так как емкость увеличится. Это можно выразить формулой:
U = Q/C
где U — напряжение между обкладками, Q — заряд на обкладках, C — емкость конденсатора.
Таким образом, при увеличении емкости конденсатора, напряжение между обкладками уменьшится.
Энергия конденсатора также увеличится при введении диэлектрической пластины. Это можно выразить формулой:
W = 1/2 * C * U^2
где W — энергия конденсатора.
Таким образом, при увеличении емкости конденсатора, его энергия увеличится.
Важно отметить, что при введении диэлектрической пластины между обкладками конденсатора, емкость увеличится не бесконечно. Существует предел, который определяется диэлектрической проницаемостью материала пластины и расстоянием между обкладками. Если превысить этот предел, диэлектрик может пробиться, что приведет к разряду конденсатора.
