Номер 5, страница 151 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

5. От чего зависит электроёмкость плоского конденсатора?

Электроёмкость (или просто ёмкость) плоского конденсатора — это физическая величина, характеризующая его способность накапливать электрический заряд. Она определяется исключительно геометрическими параметрами конденсатора и свойствами диэлектрика, который находится между его обкладками.

Формула для расчёта электроёмкости плоского конденсатора имеет следующий вид:
$C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$

В этой формуле:
• $C$ — электроёмкость конденсатора, измеряемая в Фарадах (Ф).
• $\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между обкладками. Это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз ослабляется электрическое поле в диэлектрике по сравнению с вакуумом (для вакуума $\varepsilon = 1$).
• $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная, фундаментальная физическая константа, равная приблизительно $8.85 \cdot 10^{-12}$ Ф/м.
• $S$ — площадь каждой из обкладок конденсатора (или площадь их взаимного перекрытия), измеряемая в квадратных метрах (м²).
• $d$ — расстояние между обкладками, измеряемое в метрах (м).

Исходя из формулы, электроёмкость плоского конденсатора зависит от трёх основных факторов:

1. Площади обкладок ($S$): Ёмкость прямо пропорциональна площади обкладок. Увеличение площади позволяет накопить больше заряда при том же напряжении, что приводит к увеличению ёмкости.

2. Расстояния между обкладками ($d$): Ёмкость обратно пропорциональна расстоянию между обкладками. Сближение обкладок увеличивает напряжённость электрического поля между ними (при том же заряде), что, согласно формуле $C = Q/U$, ведёт к увеличению ёмкости.

3. Типа диэлектрика ($\varepsilon$): Ёмкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости материала, расположенного между обкладками. Диэлектрики с высокой проницаемостью ослабляют внутреннее электрическое поле, что позволяет конденсатору накопить больший заряд при том же напряжении, тем самым увеличивая его ёмкость.

Важно подчеркнуть, что электроёмкость является конструктивной характеристикой и не зависит от величины заряда ($Q$) на обкладках или разности потенциалов (напряжения $U$) между ними. Отношение $Q/U$ для данного конденсатора всегда остаётся постоянным и равным его ёмкости $C$.

Ответ: Электроёмкость плоского конденсатора зависит от его геометрических параметров — площади обкладок ($S$) и расстояния между ними ($d$), а также от электрических свойств диэлектрика ($\varepsilon$), находящегося между обкладками. Она прямо пропорциональна площади обкладок и диэлектрической проницаемости диэлектрика и обратно пропорциональна расстоянию между обкладками.