Пластины плоского воздушного конденсатора присоединены к источнику тока с напряжением V = 600 В. Площадь квадратной пластины конденсатора S0 = 100 см^2, расстояние между пластинами d = 0,1 см. Какой ток будет проходить по проводам при параллельном перемещении одной пластины вдоль другой со скоростью υ = 6 см/с ?

Емкость плоского конденсатора:

$С =\frac{EoES}{d},              (1)

где  С - емкость,  Eo - абсолютная диэлектрическая проницаемость, E - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, S - площадь пластины, d - расстояние между пластинами.
 
 Определим на сколько меняется эффективная площадь пластины конденсатора за 1 секунду при  перемещении пластины со скоростью V.
По условию задачи пластина имеет форму квадрата.  Обозначим длину сторон: не меняющейся - а, и меняющейся - а1.
 При перемещении пластины одна сторона квадрата станет уменьшаться по закону a1= а -Vt
Следовательно эффективная площадь пластины конденсатора будет изменяться во времени по закону:
S=a(a-Vt)            (2)
            Заряд конденсатора:
Q=CU          (3)

              Из анализа (1) следует, что при  перемещении пластины емкость конденсатора будет уменьшаться т.к. уменьшается площадь перекрытия пластин - эффективная площадь пластин.
Из анализа (3) следует, что заряд станет уменьшаться. От конденсатора к источнику потечет ток.
Заряд, который протекает в цепи за время t определяется формулой:

Q=It           (4)

 $I=\frac{Q}{t}$         (5)

Иначе говоря (5) можно сформулировать так: ток равен заряду, переносимому в единицу времени (секунду).

С учетом (1), (2), (3) выражение (5) можно записать так:

$I =\frac{EoE*a(a-Vt)U}{d*t}$







Комментарии