Prosimy o wyłączenie blokowania reklam na tej stronie.

fizyka.org  ::  fizyka.jamnika.pl  ::  mamy 15 lat!

Fizyka
Fizyka
 
Strona główna > Zadania z fizyki > Kondensator > Zadanie 11
Kondensator - Zadanie 11

Treść:
Dwa płaskie kondensatory, jeden próżniowy, a drugi wypełniony dielektrykiem o przenikalności ε=2 połączono szeregowo, naładowano do napięcia U=80V i odłączono od baterii. Wyznacz pojemność zastępczą układu kondensatorów, jeżeli kondensatory te mają jednakowe powierzchnie okładek S=2.10-6m2 i odległości między okładkami d=3mm. Jakie będzie napięcie na zaciskach zewnętrznych tego połączenia kondensatorów, jeżeli okładki kondensatora próżniowego rozsunie się na n=2 razy większą odległość?

Dane:
ε = 2
U = 80 V
S = 2 . 10-6 m2
d = 3 mm = 0.003 m
n = 2
ε0 = 8.85 . 10-12 F/m (stała)


Szukane:
C = ?
U' = ?


Wzory:
1. Kondensatory połączone szeregowo
2. Pojemność kondensatora:


3. Pojemność elektryczna:

Rysunek:

Rozwiązanie:
Powyższy rysunek przedstawia sytuację przed odłączeniem napięcia od kondensatorów.
Kondensatory te są połączone szeregowo, co oznacza, że:


Pojemność C jest pojemnością zastępczą, czyli taką, jaką należy przyłożyć zamiast dwóch danych kondensatorów, by otrzymać identyczny efekt.

Zajmiemy się pierwszą częścią zadania, czyli znajdziemy pojemność zastępczą układu. Zgodnie ze wzorem musimy znaleźć pojemności poszczególnych kondensatorów. Zgodnie z treścią zadania:


Szukana pojemność zastępcza C wynosi

Zamieniamy licznik z mianownikiem i liczymy dalej:

Zatem pojemność zastępcza wynosi około 3.93 femtofaradów (fF).

Szukamy teraz napięcia na zaciskach zewnętrznych naszego połączenia kondensatorów, jeżeli w kondensatorze próżniowym zwiększymy odległość okładek dwa razy. Wtedy pojemność kondensatorów wynosi


Zatem pojemność zastępcza C':

Znów zamieniamy licznik z mianownikiem...

Przekształcając wzór na pojemność elektryczną, a dokładnie wyprowadzając z niego napięcie U otrzymujemy (stan po rozsunięciu okładek)

Nie mamy wartości ładunku Q. Ponieważ wartość ładunku jest stała (odłączono napięcie), to ładunek możemy obliczyć jako iloczyn pojemności zastępczej i napięcia przed rozsunięciem okładek kondensatora. Napięcie mamy dane, pojemność wyliczyliśmy w pierwszej części zadania, czyli

Szukane napięcie wynosi około 133 V.

Jamnik

« powrót do listy zadań
Znalazłeś błąd w materiale? Skontaktuj się z nami, przysyłając adres strony, na której znajduje się błąd i informację o tym, czego dotyczy błąd.

 
 Teoria
Wyprowadzenia wzorów
Zadania fizyczne
Doświadczenia fizyczne
Tablice fizyczne
Biografie fizyków
FORUM
 
 Kondensator
Skutki rozsuwania okładek kondensatora próżniowego
 
 Oblicz wartość współczynika b, prędkość oraz drogę [0]
Promienie X [0]
Skręcanie płaszczyzny polaryzacji - technikum [0]
Zadanie z termodynamiki [0]
1 Zasada dynamiki Newtona... help [1]
 
Serwis "Fizyka Jamnika" używa plików cookies. Są to pliki instalowane w urządzeniach końcowych osób korzystających z serwisu, w celu administrowania serwisem, poprawy jakości świadczonych usług w tym dostosowania treści serwisu do preferencji użytkownika, utrzymania sesji użytkownika oraz dla celów statystycznych i targetowania behawioralnego reklamy (dostosowania treści reklamy do Twoich indywidualnych potrzeb). Informujemy, że istnieje możliwość określenia przez użytkownika serwisu warunków przechowywania lub uzyskiwania dostępu do informacji zawartych w plikach cookies za pomocą ustawień przeglądarki lub konfiguracji usługi. Szczegółowe informacje na ten temat dostępne są u producenta przeglądarki, u dostawcy usługi dostępu do Internetu oraz w Polityce prywatności.
OK
 
© 2003-2019 Fizyka Jamnika. Online: 64
Wszystkie artykuły i publikacje znajdujące się w portalu Fizyka Jamnika są chronione prawem autorskim
Kopiowanie, publikowanie i rozpowszechnianie materiałów bez naszej zgody jest zabronione
Obsługa informatyczna