Яким механічним натиском взаємодіють пластини плоского конденсатора площею 100 см2, якщо різниця потенціалів між ними

Яким механічним натиском взаємодіють пластини плоского конденсатора площею 100 см2, якщо різниця потенціалів між ними становить 500 вольт, а відстань
Алла

Алла

подверг},
Механическое давление, с которым взаимодействуют пластины плоского конденсатора, можно найти, используя формулу для силы Кулона. Сила Кулона определяется выражением:

\[F = \dfrac{Q_1 \cdot Q_2}{4 \pi \varepsilon_0 \cdot r^2}\]

Где:
\(F\) - сила Кулона, действующая между пластинами конденсатора,
\(Q_1\) и \(Q_2\) - заряды на пластинах конденсатора,
\(\varepsilon_0\) - электрическая постоянная (приближенное значение равно \(8.85 \times 10^{-12}\, \text{Ф/м}\)),
\(r\) - расстояние между пластинами конденсатора.

В данной задаче у нас речь идет о разнице потенциалов между пластинами конденсатора. Разность потенциалов может быть выражена как:

\[V = \dfrac{dV}{dr} \cdot r\]

Где:
\(V\) - разность потенциалов между пластинами,
\(\dfrac{dV}{dr}\) - изменение потенциала с расстоянием.

Таким образом, мы можем выразить изменение потенциала с расстоянием следующим образом:

\[\dfrac{dV}{dr} = \dfrac{V}{r}\]

Теперь мы можем подставить полученное значение в формулу для силы Кулона:

\[F = \dfrac{Q_1 \cdot Q_2}{4 \pi \varepsilon_0 \cdot r^2} = \dfrac{Q_1 \cdot Q_2}{4 \pi \varepsilon_0 \cdot V} \cdot \dfrac{dV}{dr}\]

Для того чтобы найти силу Кулона, нам необходимо знать заряды на пластинах конденсатора. В данной задаче нам дана площадь пластин, поэтому рассмотрим формулу для заряда на пластине конденсатора:

\[Q = C \cdot V\]

Где:
\(Q\) - заряд,
\(C\) - емкость конденсатора,
\(V\) - разность потенциалов между пластинами.

Емкость конденсатора можно найти, используя формулу:

\[C = \dfrac{\varepsilon_0 \cdot S}{d}\]

Где:
\(S\) - площадь поверхности пластины,
\(d\) - расстояние между пластинами.

Теперь мы можем подставить полученные значения в формулу для заряда на пластине:

\[Q = \dfrac{\varepsilon_0 \cdot S}{d} \cdot V\]

Теперь, когда у нас есть выражение для заряда на пластине, мы можем подставить его в формулу для силы Кулона:

\[F = \dfrac{\dfrac{\varepsilon_0 \cdot S}{d} \cdot V_1 \cdot \dfrac{\varepsilon_0 \cdot S}{d} \cdot V_2}{4 \pi \varepsilon_0 \cdot V} \cdot \dfrac{dV}{dr}\]

Преобразовав выражение, мы получим:

\[F = \dfrac{(\varepsilon_0 \cdot S)^2 \cdot V_1 \cdot V_2}{4 \pi \varepsilon_0 \cdot d \cdot V} \cdot \dfrac{dV}{dr}\]

Учитывая данное условие задачи и подставляя значения, мы получаем:

\[F = \dfrac{(8.85 \times 10^{-12}\, \text{Ф/м})^2 \cdot (100 \times 10^{-4}\, \text{м}^2) \cdot (500 \, \text{В}) \cdot (500 \, \text{В})}{4 \pi \cdot (8.85 \times 10^{-12}\, \text{Ф/м}) \cdot d \cdot (500 \, \text{В})} \cdot \dfrac{dV}{dr}\]

Таким образом, механическое давление, с которым взаимодействуют пластины плоского конденсатора, будет выражаться следующим образом в зависимости от расстояния между пластинами \(d\) и изменения потенциала с расстоянием \(dV/dr\) :

\[F = \dfrac{313059.27}{d} \cdot \dfrac{dV}{dr}\]

Обратите внимание, что данная формула является общей и может быть использована для нахождения механического давления на пластины плоского конденсатора в данной задаче. Значение \(d\) и \(\dfrac{dV}{dr}\) следует уточнить из условия задачи.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello