Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью 50 см кв каждая. Между пластинами находится слой стекла. Какой наибольший заряд можно накопить на этом конденсаторе, если при напряжённости поля 10МВ/м в стекле происходит пробой конденсатор
Для начала определим емкость конденсатора. Емкость плоского конденсатора можно выразить формулой:
C = ε0 ε S / d,
где C - емкость конденсатора, ε0 - электрическая постоянная (8,85 10^-12 Ф/м), ε - диэлектрическая проницаемость стекла (принимаем равной 3,5 для стекла), S - площадь пластин конденсатора (50 10^-4 м^2 каждая), d - расстояние между пластинами (толщина слоя стекла, через которое происходит пробой).
Подставляя известные значения, получаем:
C = 8,85 10^-12 3,5 50 10^-4 / d = 1,228 * 10^-13 / d Ф.
Теперь определим напряжение U, при котором происходит пробой конденсатора. Напряжённость электрического поля E в стекле равна 10 МВ/м, поэтому напряжение U можно выразить формулой:
U = E d = 10^7 d В.
Таким образом, напряжение U равно 10^7 * d В.
После пробоя конденсатора на пластинах конденсатора появляются заряды, их противоположные по знаку. Максимальный заряд Qmax на пластинах конденсатора можно определить, зная емкость C и напряжение U:
Qmax = C U = 1,228 10^-13 / d 10^7 d = 1,228 * 10^-6 Кл.
Таким образом, наибольший заряд, который можно накопить на этом конденсаторе при напряженности поля 10 МВ/м в стекле, составляет 1,228 * 10^-6 Кл.
Для начала определим емкость конденсатора. Емкость плоского конденсатора можно выразить формулой:
C = ε0 ε S / d,
где C - емкость конденсатора, ε0 - электрическая постоянная (8,85 10^-12 Ф/м), ε - диэлектрическая проницаемость стекла (принимаем равной 3,5 для стекла), S - площадь пластин конденсатора (50 10^-4 м^2 каждая), d - расстояние между пластинами (толщина слоя стекла, через которое происходит пробой).
Подставляя известные значения, получаем:
C = 8,85 10^-12 3,5 50 10^-4 / d = 1,228 * 10^-13 / d Ф.
Теперь определим напряжение U, при котором происходит пробой конденсатора. Напряжённость электрического поля E в стекле равна 10 МВ/м, поэтому напряжение U можно выразить формулой:
U = E d = 10^7 d В.
Таким образом, напряжение U равно 10^7 * d В.
После пробоя конденсатора на пластинах конденсатора появляются заряды, их противоположные по знаку. Максимальный заряд Qmax на пластинах конденсатора можно определить, зная емкость C и напряжение U:
Qmax = C U = 1,228 10^-13 / d 10^7 d = 1,228 * 10^-6 Кл.
Таким образом, наибольший заряд, который можно накопить на этом конденсаторе при напряженности поля 10 МВ/м в стекле, составляет 1,228 * 10^-6 Кл.