Ćwiczenia 9

Ćwiczenia 9
1.
2.
3.
4.
5.
6.
zakres materiału: prawo Gaussa, kondensatory, energia pola elektrycznego, dielektryki
W oparciu o prawo Gaussa wyznaczyć natęŜenie pola elektrycznego wytworzonego w próŜni przez: a) punktowy
ładunek Q, b) nieskończoną nić naładowaną ładunkiem o gęstości liniowej λ, c) nieskończoną płaszczyznę
naładowaną ładunkiem o gęstości powierzchniowej σ.
Odległość między okładkami kondensatora płaskiego równa jest 10 mm, zaś róŜnica potencjałów wynosi 5 kV.
Między okładki wprowadzono płytkę miki (εr=6). Określić wartość ładunku polaryzacyjnego na powierzchni miki,
jeŜeli a) okładki kondensatora były cały czas podłączone ze źródłem napięcia, b) okładki kondensatora przed
wprowadzeniem miki odłączono od źródła napięcia.
Kondensator cylindryczny składa się z dwóch współosiowych cylindrów o promieniach a i b. Jaka jest pojemność
takiego kondensatora, jeŜeli długość cylindrów wynosi l? ZałoŜyć, Ŝe l>>(b+a)/2.
Okładki kondensatora płaskiego odległe są od siebie o d. Powierzchnia okładek wynosi A. Kondensator ładujemy
do napięcia Uo. Następnie odłączamy okładki i wprowadzamy między nie płytkę dielektryczną o względnej
przenikalności dielektrycznej εr. Obliczyć energię zawartą w kondensatorze przed i po wprowadzeniu dielektryka.
Dwa kondensatory o pojemności C1 i C2 naładowano odpowiednio do napięcia U1 i U2 i następnie, po odłączeniu
od źródeł napięcia, połączono przewodnikami okładki jednego kondensatora z przeciwnie naładowanymi
okładkami drugiego kondensatora. Znaleźć ładunki Q1 i Q2 na okładkach kaŜdego z kondensatorów po połączeniu.
Płaski kondensator o pojemności C połączono z biegunami akumulatora o sile elektromotorycznej równej SEM.
Jaką pracę naleŜy wykonać, aby rozsunąć okładki na n=3 razy większą odległość? Rozpatrzeć dwa przypadki: a)
gdy kondensator odłączono od akumulatora przed rozsuwaniem okładek, b) gdy kondensator w czasie rozsuwania
okładek jest podłączony do akumulatora.