Tibor H.

Mohli by ste mi pomôcť s úlohou z fyziky?

Akou silou F pôsobia na seba dosky vzduchového kondenzátora s kapacitou C, nabitého nábojom Q, keď vzdialenosť dosiek je d ? Závisí výsledok od toho, či je kondenzátor pripojený ku zdroju?

2 odpovede

Andrej C. Kontaktovať

Nemusí byť pripojený. Má schopnosť udržať náboj a postupne sa vybíjať, Veľkosť sily závisí od veľkosti náboja, vzdialenosti platní a dielektrika. Ale google ti povie viac.

Gustáv Č. Kontaktovať

Ak sú rozmery dosiek (a tým aj ich plocha S) kondenzátora oveľa väčšie ako vzdialenosť d medzi nimi, tak podľa Coulombovej vety je intenzita E elektrického poľa medzi doskami
E = s/e
kde e je dielektrická konštanta vzduchu a s je plošná hustota náboja na doskách
s = Q/S .
Na druhej strane intenzita elektrického poľa je aj sila F, ktorá pôsobí na náboj Q v elektrickom poli
E = F/Q
Porovnáme oba výrazy pre E
F/Q = s/e
Odtiaľ
F = s.Q/e = (Q/S).Q/e = Q^2/(e.S)
Pre kapacitu doskového kondenzátora platí
C = e.S/d
Odtiaľ vyjadríme S
S = C.d/e
a dosadíme do vzorca pre silu
F = Q^2/(e.C.d/e) = Q^2/(C.d)
Toto je už výsledok. Ale ak by sme sa chceli zbaviť náboja Q a nahradiť ho napätím na kondenzátore U, tak použijeme vzťah
Q = C.U
Po dosadení do vzorca pre silu dostaneme
F = C^2.U^2(C.d) = 2.1/2.C.U^2/d
Výraz 1/2.C.U^2 je energia Ec nahromadená na kondenzátore. Takže
F = 2Ec/d
Nakoľko na doskách kondenzátora sú náboje opačnej polarity, priťahujú sa. Sila, ktorou sa priťahujú, je priamo úmerná energii Ec nahromadenej na kondenzátore a nepriamo úmerná vzdialenosti dosiek d.