Вопрос школьника
Отсоединённый от источника плоский воздушный конденсатор заряжен до разности потенциалов U. Ели пространство между пластинами заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, то как при этом изменится разность потенциалов между обкладками?
Ответ от учителя
При заполнении пространства между пластинами диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, емкость конденсатора увеличится. Это происходит потому, что диэлектрик уменьшает электрическое поле между пластинами, что позволяет накопить больше заряда на обкладках конденсатора при заданной разности потенциалов U.
Формула для емкости плоского воздушного конденсатора:
C = ε0 * S / d,
где ε0 — диэлектрическая проницаемость вакуума, S — площадь пластин, d — расстояние между пластинами.
При заполнении пространства между пластинами диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, емкость конденсатора изменится по формуле:
C’ = ε * ε0 * S / d,
где ε — диэлектрическая проницаемость заполнителя.
Таким образом, разность потенциалов между обкладками конденсатора при заполнении пространства между пластинами диэлектриком изменится по формуле:
U’ = Q / C’ = U * C / C’,
где Q — заряд на обкладках конденсатора.
Из этой формулы видно, что при заполнении пространства между пластинами диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, разность потенциалов между обкладками конденсатора уменьшится в ε раз.
