Плоский конденсатор зарядили при помощи источника тока напряжением U=200 В. Затем конденсатор был отключен от этого источника тока. Каким станет напряжение U1 между пластинами, если расстояние между ними увеличить от первоначального d=0,2мм дo d=0,7мм?
Для решения этой задачи необходимо использовать закон сохранения заряда для конденсатора:
Q = CU = C1U1,
где Q - заряд на пластинах конденсатора, C - ёмкость конденсатора, U - начальное напряжение, C1 - новая ёмкость конденсатора, U1 - новое напряжение.
Ёмкость конденсатора определяется формулой:
C = ε0 * S / d,
где ε0 - электрическая постоянная, S - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами.
Так как заряд конденсатора сохраняется, то:
CU = C1U1.
Подставим выражения для ёмкостей в это уравнение:
ε0 S U / d = ε0 S1 U1 / d1,
ε0 S1 U1 = ε0 S U * d1 / d.
Поскольку все константы ε0 и площадь пластин S равны, они сокращаются:
U1 = U d / d1 = 200 0,2 / 0,7 = 57,14 В.
Итак, новое напряжение между пластинами конденсатора после увеличения расстояния между ними составит 57,14 В.