Электроемкость. Конденсаторы. Соединения конденсаторов
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Электроемкость. Конденсаторы. Соединения конденсаторов





Электроемкостью конденсатора называют физическую величину, равную

,

где q – заряд одного из проводников, образующих конденсатор (заряд проводников, образующих конденсатор, одинаков по величине, но противоположен по знаку), Δφ – разность потенциалов между проводниками.

Емкость плоского конденсатора:

,

где S – площадь обкладок конденсатора, d – расстояние между ними.

Емкость цилиндрического конденсатора:

,

где l – длина цилиндров, из которых изготовлен конденсатор, R1, R2 – радиусы внутреннего и внешних цилиндров.

Емкость сферического конденсатора:

,

R1, R2 – радиусы внутренней и внешней сфер конденсатора.

Емкость изолированного шара можно получить, если рассмотреть сферический конденсатор, у которого R2→∞:

.

Энергия заряженного конденсатора:

.

Объемная плотность энергии электрического поля:

,

где – вектор электрического смещения.

При параллельном соединении конденсаторов емкость Собщ цепи равна сумме емкостей входящих в нее конденсаторов:

При последовательном соединении конденсаторов Собщ цепи равна:

 

336. Найти емкость С сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических сфер с радиусами R1 = 5 см и R2 = 5,2 см. Пространство между сферами заполнено маслом. Какой радиус R0 должен иметь шар, помещенный в масло, чтобы иметь такую же емкость?

337. Проводник емкости С1 = 2∙10-5 мкФ заряжен до потенциала φ1 = 3000 В, а проводник емкости С2 = 4∙10-5 мкФ – до потенциала φ2 = 9000 В. Расстояние между проводниками велико по сравнению с их размерами. Какое количество теплоты ΔQ выделиться при соединении этих проводников тонкой проволокой?

338. Основной частью устройства, контролирующего уровень непроводящей жидкости, является конденсатор, вертикально расположенные пластины которого погружены в жидкость. Во сколько раз изменилось показание гальванометра G (рис. 4), измеряющего величину заряда, если перед началом измерений сосуд был пуст, а затем конденсатор заполнился на половину высоты жидкостью с диэлектрической проницаемостью ε = 7 ? Рисунок 4

339. Плоский конденсатор с площадью пластин S = 100 см2 каждая, заряжен до разности потенциалов Δφ = 4 кВ. Расстояние между пластинами d = 1 см. Диэлектрик — стекло. Определить энергию и объёмную плотность энергии электрического поля конденсатора.



340. Четыре конденсатора емкостями С1 = 0,5 мкФ, С2 = 2 мкФ, С3 = 2 мкФ, С4 = 4 мкФ, соединены как показано на рис. 5. К точкам А и В подводится напряжение U = 140 В. Найти заряд и напряжение на каждом из конденсаторов. Рисунок 5

341. Конденсатор емкостью С1 = 2 мкФ, заряженный до разности потенциалов U1 = 100 В и отключенный от источника, соединили параллельно с конденсатором емкостью С2 = 1 мкФ, заряженным до разности потенциалов U2 = 50 В. Определить заряд каждого из конденсаторов и разность потенциалов между обкладками после их соединения, если: конденсаторы соединили обкладками, имеющими одноименные заряды; конденсаторы соединили обкладками, имеющими разноименные заряды.

342. Электростатическое поле создается сферой радиусом R = 5 см равномерно заряженной с поверхностной плотностью заряда σ = 2 нКл/м2. Определите разность потенциалов между двумя точками поля, лежащими на расстояниях r1 = 10 см и r2 = 12 см от центра сферы.

343. Определите напряженность электростатического поля на расстоянии d = 1 см от оси коаксиального кабеля, если радиус его центральной жилы r1 = 1 см а радиус оболочки r2 = 1,5 см. Разность потенциалов между центральной жилой и оболочкой Δφ = 2 кВ.

344. Шар, погруженный в масло (ε = 2,2), имеет поверхностную плотность заряда σ = 5 мкКл/м2 и потенциал φ = 0,5 кВ. Определите: радиус, заряд, емкость и энергию шара.

345. Определить работу А, которую нужно совершить, чтобы увеличить на Δx = 0,2 мм расстояние x между пластинами плоского конденсатора, заряженными разноименными зарядами q = 0,2 мкКл. Площадь каждой пластины S = 400 см2. В зазоре между пластинами находится воздух.

346. Посередине между обкладками плоского воздушного конденсатора вставляется металлическая пластина толщиной d0 = 2 мм. Заряд на обкладках конденсатора q = 0,1 мкКл. Конденсатор отключен от источника. Расстояние между пластинами d = 4 мм, площадь пластин S = 50 см2. Определите изменение емкости конденсатора и энергии его электрического поля.

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.