Края квадратных пластин плоского конденсатора касаются поверхности керосина. Какое напряжение необходимо подать на пластины, чтобы керосин поднялся до верхнего края пластин, если расстояние между пластинами конденсатора d = 1 мм, площадь пластин S = 16 см2. Диэлектрическая проницаемость керосина ϵ = 2, плотность керосина ρ = 800 кг/м3. Электрическая постоянная ϵ0 = 8,85×10-12 Ф/м. Ответ дайте в кВ, округлив до целых.

24 Июл 2020 в 19:42
305 +1
1
Ответы
1

Для того чтобы керосин поднялся до верхнего края пластин, необходимо создать такое напряжение, чтобы сила притяжения на керосин была равна силе тяжести.

Сила притяжения на керосин:
F = ρ g V,
где ρ - плотность керосина, g - ускорение свободного падения, V - объем керосина.

Сила притяжения на керосин можно записать через напряженность электрического поля в конденсаторе:
F = ε ε0 E * S,
где ε - диэлектрическая проницаемость керосина, ε0 - электрическая постоянная, E - напряженность электрического поля в конденсаторе, S - площадь пластин.

Таким образом, уравнение для определения напряжения на пластинах конденсатора имеет вид:
ρ g V = ε ε0 E S,
V = ε ε0 E S / (ρ * g).

Зная, что E = U / d, где U - напряжение на пластинах, d - расстояние между пластинами, мы получаем:
V = ε ε0 U S / (d ρ * g).

Подставим известные значения и рассчитаем необходимое напряжение:
V = 2 8,85×10-12 U 16×10-4 / (1×10-3 800 9,81) = 0,036 U.

Для того чтобы керосин поднялся до верхнего края пластин, необходимо напряжение около 36 кВ.

18 Апр 2024 в 10:44
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир