Почему если между обкладками конденсатора ввести диэлектрик, то емкость увеличивается.
Чем больше диэлектрическая проницаемость материала, тем он сильнее притягивает + к — из за этого?
Объясните простыми словами, а не википидией.
Лучший ответ
С=Q*U
При введении диэлектрика между пластинами конденсатора наблюдается явление поляризации. При поляризации образуются дополнительные, так называемые «наведенные заряды» и суммарный заряд Q становится больше. Чем больше проницаемость тем сильнее поляризация и тем больше образуется наведенных зарядов.
Остальные ответы
Проницаемость здесь не при чем. . Когда конденсатор переменной емкости, начинает работать по мере увеличении площади входа диэлектриков, увеличивается емкость. Обратите внимание на величину электролитических конденсаторов, чем больше величина тем больше емкость..
Диэлектрик поляризуется, образуе поле, противоположное приложенному, что уменьшает напряжение.
без диэлектрика (воздух) при подаче постоянной напруги на обкладках кондера собрались заряды и компенсировали внешнее электрическое поле (получился баланс: внутреннее поле прибежавших зарядов скомпенсировало приложенное электрическое поле) . А у диэлектрик, обладающий собственной поляризацией, увеличивает внутреннее электрическое поле между обкладками и на эти обкладки может прибежать больше зарядов — до тех пор, пока внутреннее поле между обкладками не скомпенсирует приложенное электрическое поле.
Почему диэлектрик втягивается в конденсатор
Ёмкость конденсатора с диэлектриком всегда больше, чем без него. Причина состоит в том, что диэлектрик ослабляет поле. Рассмотрим сначала плоский конденсатор с воздушным промежутком между пластинами (для воздуха `epsilon~~1`). Поместим на одну из обкладок заряд `Q`, а на другую обкладку заряд `-Q`. Если площадь пластин равна `S`, то между пластинами будет существовать электрическое поле `E_0=sigma//epsilon_0=Q//(Sepsilon_0)`, а между пластинами будет существовать разность потенциалов `U_0=E_0d=Qd//(Sepsilon_0)`. Ёмкость конденсатора есть `C_0=Q//U=epsilon_0S//d`. Не изменяя зарядов на пластинах, заполним теперь промежуток между обкладками конденсатора диэлектриком с диэлектрической проницаемостью `epsilon`. В результате напряжённость электрического поля уменьшится в `epsilon` раз, `E=E_0//epsilon`; как следствие, в `epsilon` раз уменьшится напряжение между пластинами `U=U_0//epsilon` — и в `epsilon` же раз увеличится ёмкость `C=Q//U=epsilon C_0`, т. е.
`C=(epsilon epsilon_0S)/d`. (3.2.1)
В веществах, которые часто используются в конденсаторах, диэлектрические проницаемости таковы: для парафина `epsilon~~2`, а для слюды `epsilon~~7,5`. В современных конденсаторах часто используют диэлектрические слои из титаната бария `(«TiBaO»_3)` с добавлением небольшого количества других окислов. Обычно это – керамики, получаемые из тонкодисперсного порошка, размеры частиц которого порядка микрона (`10^(-6)` м). Толщины диэлектрических слоёв в таких конденсаторах порядка `10` мкм, а `epsilon` порядка нескольких тысяч (до `20000`). В другом типе конденсаторов, так называемых электролитических конденсаторах толщины диэлектрических слоёв можно сделать в сотни раз меньше, чем в керамических конденсаторах, правда, изоляционные материалы, используемые в них, имеют меньшую, чем в керамических конденсаторах, диэлектрическую проницаемость `epsilon` — от `8` до `27`.
Оценить, какого размера должны быть пластины плоского конденсатора в форме квадратов, расстояние между которыми `d=10` мкм, с диэлектрической прослойкой на основе титаната бария, чтобы его электроёмкость равнялась: а) `1` Ф, б) `1` мФ, в) `1` мкФ? Диэлектрическая прослойка на основе титаната бария `(«TiBaO»_3)` имеет `epsilon=20000`.
По формуле (3.2.1) `C=(epsilon epsilon_0L^2)/d`:
В конденсаторе без диэлектрика (когда `epsilon=1`) эти размеры равнялись бы, соответственно,
Почему диэлектрик втягивается в конденсатор
Сообщение сайта
(Сообщение закроется через 2 секунды)
Форуму требуются модераторы из числа студентов или работающих в МГУ! Пишите на wzadm yandex.ru !
Ваш энциклопедический текст удалили из Википедии? Сохраните его в Викизнании или смежном проекте!
Это меню отключено
Добавить в закладки — CTRL-D
Сообщение форума
Обнаружена ошибка. Если вам неизвестны причины ошибки, попробуйте обратиться к разделам помощи.
Причина:
Некоторые требуемые файлы отсутствуют. Если вы хотели просмотреть тему, возможно эта тема перемещена или удалена. Вернитесь назад и попробуйте снова.
Ссылки
- Восстановление забытого пароля
- Регистрация нового пользователя
- Разделы помощи
- Связь с администрацией форума
Хостится на базе технических средств проекта Викизнание! Связаться с вебмастером по e-mail: wzadm yandex ru
 |
Текстовая версия | Сейчас: 29.01.2024, 2:54 |
Почему диэлектрик втягивается в конденсатор
Задача по физике — 1548
2016-12-11
С какой силой втягивается диэлектрическая пластина в плоский конденсатор с зарядом $Q$, когда она входит в пространство между обкладками на длину $x$? Диэлектрическая проницаемость пластины $\epsilon$, ее толщина немного меньше расстояния между обкладками $d$. Размеры обкладок, как и пластин, $a \times b$.
Обозначим через $F$ силу, с которой пластина втягивается в конденсатор, через $F_$ — внешнюю силу, удерживающую пластину в равновесии ($F_ = F$).
Воспользуемся энергетическим подходом и медленно переместим пластину вправо на малую величину $\Delta x$, добавив к силе $F_$ очень малую величину. При этом внешняя сила совершает работу:
$A = F_ \Delta x = F \Delta x$, (1)
(работа электростатических сил при этом равна — $A$), а энергия электрического поля конденсатора увеличивается на величину:
$\Delta W = W_ — W_$. (1)
Согласно закону сохранения энергии:
При подсчете энергии электрического поля конденсатора удобно представить его как два параллельно соединенных конденсатора, один из которых ($C_$) заполнен диэлектриком:
а в другом ($C_$) диэлектрик отсутствует:
причем их электроемкость:
а заряд, в соответствии с условием задачи, равен $Q$.
Энергия конденсатора с учетом (4-6)
Применяя (7) для расстояния $x$ и $x — \Delta x$, с учетом (1—6) и малости $\Delta x ( \Delta x \ll x)$, получаем:
Этот же результат можно получить из вытекающего из (1,2) соотношения:
путем дифференцирования $W$ по $x$.