Лабораторная. Задание Электрическое смещение. Диэлектрическая проницаемость. Теорема Гаусса для диэлектриков. Ответ
![]()
|
Лабораторная работа Вариант 6 Задание 1. Электрическое смещение. Диэлектрическая проницаемость. Теорема Гаусса для диэлектриков. Ответ: Напряженность электрического поля, согласно формуле ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Величина, стоящую под интегралом в скобках, обозначается как ![]() называется вектором электрического смещения. Введение вектора электрического смещения значительно упрощает анализ и расчет электрического поля в диэлектрике. Это связано с тем, что поток вектора D через замкнутую поверхность S равен алгебраической сумме сторонних зарядов, охватываемых данной поверхностью, т.е. ![]() Единицей измерения вектора D в СИ является 1 [Кл/м2] Задание 2. Определить емкость плоского конденсатора, если известна площадь S и расстояние между ними d. Ответ: Емкость плоского конденсатора зависит от площади пластин, расстояния между ними и материала (диэлектрика), заполняющего пространство между пластинами. Тогда в соответствии с формулой емкости, ![]() где С – электрическая емкость (Ф), Q – подведенный заряд (Кл), U – потенциал (В). а также формулами поверхностной плотности заряда ![]() где σ – поверхностная плотность заряда, Кл/м2, Q – заряд поверхности проводника, Кл, S – площадь поверхности проводника, м2. и напряженности однородного электрического поля ![]() где Е – напряженность однородного электрического поля (В/м), U — напряжение между пластинами (В), d — расстояние между заряженными пластинами (м). и подставив в формулу (1), получим. ![]() где C – емкость плоского конденсатора (Ф), S – площадь пластин конденсатора (м2), d – расстояние между пластинами (м), ε0 – электрическая постоянная (Ф/м), ε – относительная диэлектрическая проницаемость. Отсюда ![]() Задание 3. Три конденсатора соединены, как показано на рисунке. Какой заряд накормлен всеми конденсаторами? Напряжение, подведенное к точкам А и В равно 250В. Электроемкость С1 = 1,5 мкФ, С2 = 3,0 мкФ, С3 = 4,0 мкФ. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() С2 С1 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() А В С3 Ответ:
Задание 4. Плоский воздушный конденсатор подключили к источнику напряжения и затем отключили от него. После этого сдвинули пластины конденсатора, уменьшив зазор в два раза. Как изменилась при этом объемная плотность энергии электрического поля в конденсаторе? Ответ: Если конденсатор отключен от источника, то его заряд не меняется. Теперь - мы уменьшили зазор, но емкость обратно пропорциональна зазору, следовательно, емкость возрастет в два раза. Энергия конденсатора с зарядом Q обратно пропорциональна емкости, поэтому энергия уменьшится в 2 раза. Плотность энергии не изменится, потому что отношение энергии конденсатора (уменьшилась вдвое) к его объему (уменьшился вдвое) не изменится. Задание 5. Пространство между пластинами заполнено парафином ( ![]() Ответ:
|