Zamknij

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej polityce prywatności.

Treść zadania

dadelszpadel

Kondensator płaski, mający dwie warstwy izolacji, naładowano do napięcia U. Obliczyć i narysować rozkład natężenia pola elektrycznego E(x) i potencjału fi(x) wewnątrz kondensatora. Dane: a=0.2mm, b=0.5mm, epsilon r1 =2, epsilon r2 = 6, U=240V, epsilon 0 = 8.85*10^-12 F/m.
Rysunek w załączniku
Byłbym bardzo wdzięczny za wskazanie drogi, jaką pójść, a jeszcze bardziej za pełne rozwiązanie :)

Załączniki do zadania

Zadanie jest zamknięte. Autor zadania wybrał już najlepsze rozwiązanie lub straciło ono ważność.

Najlepsze rozwiązanie

  • 2 0

    Traktujemy ten kondensator jako dwa kondensatory połączone SZEREGOWO.
    Policzymy pojemność takiego układu, następnie napięcie na granicy warstw,
    a potem natężenie pola i zrobimy wykres.

    Oznaczmy przez S powierzchnię okładek kondensatora.

    Kondensator z lewej strony ma pojemność C1 = eps1 * eps0 * S / a
    Kondensator z prawej strony ma pojemność C2 = eps2 * eps0 * S / (b - a)
    Dzielimy te równania stronami aby dostać stosunek pojemności C1 / C2

    C1 / C2 = (eps1 / eps2) * (b - a) / a

    W połączeniu szeregowym napięcia dodają się, a ładunki Q na każdym z kondensatorów i na całym układzie są równe. Mamy więc, oznaczając przez U1 i U2 napięcia na lewym i prawym kondensatorze i podstawiając

    C1 /C2 = (Q / U1) / (Q / U2) = U2 / U1 ; mamy stosunek napięć na kondensatorach.

    Ponieważ U2 = U - U1 to:

    (U - U1) / U1 = (eps1 / eps2) * (b - a) / a ; wyliczamy U1

    U1 = U * a eps2 / [ (b - a) eps1 + a eps2 ]
    -------------------------------------------------------------------------

    Wstawiamy dane liczbowe:
    U1 = 240 * 0.2 * 6 / [ (0.5 - 0.2) * 2 + 0.2 * 6 ] = 160 V
    U2 = U - U1 = 240 - 160 = 80 V

    Natężenia pola E1 i E2 są równe napięciu dzielonemu przez odległość okładek.
    (traktujemy kondensatory jako idealne, więc pole elektryczne wewnątrz każdego z nich jest stałe). Zamieniamy milimetry na metry, aby dostać wynik w woltach na metr.

    E1 = U1 / a = 160 / 0.0002 = 800000 V / m
    E2 = U2 /(b -a) = 80 / 0.0003 = około 266667 V / m
    -------------------------------------------------------------------------

    Wykresy:
    Zakładamy, że w punkcie x = 0 jest potencjł V = 0 i rośnie on w prawą stronę.
    Natężenie pola: Poziome kreski na wysokości 80000 od x = 0 do x = a
    oraz na wysokości 266667 od x = a do x = b.
    Dobierz proszę odpowiednią skalę na osi pionowej.

    Potencjał:
    Wykres - dwie połączone proste od punktu (0;0) do (0,2; 160)
    i od (0,2; 160) do (0,5; 240).
    Wykres jest w załączniku. Na poziomej osi są milimetry, na pionowej wolty.
    ======================================

    W razie pytań albo błędów pisz proszę na priv.

    Załączniki

Rozwiązania

Podobne materiały

Przydatność 65% Kondensator

Pierwszy kondensator został skonstruowany w 1746 roku w laboratorium Uniwersytetu w Lejdzie. Został on wykonany z butli zawierającej wodę, która była połączona drutem z maszyną elektrostatyczną. Po pewnym czasie pracy maszyny zgromadził się bardzo duży ładunek. Tak więc pierwszy kondensator nosił nazwę "butelka lejdejowska". W obecnych czasach małe rozmiary układów nie...

Przydatność 50% Kondensator

KONDENSATOR w fizyce Jest to układ dwóch przewodników, w którym obecność jednego wpływa na pojemność elektryczna drugiego przewodnika. Tworzące go przewodniki nazywamy okładkami kondensatora. Prostym przykładem kondensatora jest kondensator plaski składający się z dwóch równoległych płytek przewodzących prąd elektryczny. Pomiędzy płytkami znajduje się izolator bądź...

Przydatność 50% Kondensator

Pierwszy kondensator został skonstruowany w 1746 roku w laboratorium Uniwersytetu w Lejdzie. Został on wykonany z butli zawierającej wodę, która była połączona drutem z maszyną elektrostatyczną. Po pewnym czasie pracy maszyny zgromadził się bardzo duży ładunek. Tak, więc pierwszy kondensator nosił nazwę \"butelka lejdejowska\". W obecnych czasach małe rozmiary układów nie...

Przydatność 100% Kondensator

Praca w w załączniku

Przydatność 55% Warstwy lasu: podszyt

PODSZYT Podszyt- jest to jedna z warstw w ekosystemie leśnym, rozciągająca się do 4 m od runa, więc nigdy nie wyrasta ponad dolną warstwę drzewostanu. Do strefy tej zalicza się krzewy oraz młode drzewa. Rozmieszczenie roślin zależy głównie od gleb, wilgoci i nasłonecznienia. Jałowce np. występują na glebach ubogich, na żyźniejszych można spotkać np. jarzębinę, a na...

0 odpowiada - 0 ogląda - 1 rozwiązań

Dodaj zadanie

Zobacz więcej opcji

Pierwszy raz?

Zapoznaj się z krótkim opisem jak sprawnie zdobywać punkty, sprawdź ile kosztuje dodanie zadania, itp. Zapoznaj się z możliwościami serwisu Zaliczaj.

Zaproś swoich znajomych

Zaproś swoich znajomych do serwisu. Im więcej osób zaprosić, tym więcej zdobędziesz punktów. Zarób nawet 100 punktów.