СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 31 № 3078

Напряжённость электрического поля плоского конденсатора (см. рисунок) равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление источника ЭДС сопротивления резисторов Найдите расстояние между пластинами конденсатора.

Решение.

Электрический ток через последовательно включенные и С не идёт, поэтому напряжения на конденсаторе и резисторе одинаковы и равны: где  — напряжённость поля в конденсаторе. Отсюда

Согласно закону Ома,

 

Ответ:

Спрятать решение · · Видеокурс ·
Алина Мельник (Казань) 01.05.2012 21:26

А почему напряжение на конденсаторе и резисторе R2 одинаковы?

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Причина в том, что ток, через не течет. Поясню.

Посмотрим внимательно на схему. Участок с сопротивлением и участок "конденсатор + сопротивление " подключены параллельно. Согласно правилам для параллельного соединения, напряжения на этих участках должны совпадать. Но что такое напряжение на участке "конденсатор + сопротивление "? Оно определяется как сумма напряжений на конденсаторе и на сопротивлении . Поскольку ток через не течет, по закону Ома, напряжение на нем равно нулю. Отсюда и получается то, что нам надо.

Кирилл Москаленко 01.05.2012 21:55

Здравствуйте!У меня возник вопрос: почему

ток через последовательно включенные R1 и С не идет?

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

Ток проводимости — это направленное движение зарядов (электронов). Электроны двигаются в электрической цепи по проводникам.

А что такое конденсатор, это две пластины, между которыми находится диэлектрик. Через диэлектрик такой ток идти не может, по сути, это разрыв цепи.

Важное правило, которое помогает решать многие задачи: через конденсатор заряженные частицы никогда не идут, ток проводимости всегда течет "вокруг" конденсатора.

 

Поясню. Рассмотрим качественно немного другую задачу: пусть сначала источник был отключен, цепь разомкнута. В некоторый момент ключа замыкают и мы получаем схему, изображенную на рисунке. Что будет происходить? Ответ очень простой. Вначале конденсатор будет заряжаться, электроны под действием электрического поля, создаваемого ЭДС будут перетекать с одной пластины конденсатора на другую, при этом через сопротивление будет течь ток проводимости (вот это я и называю током "вокруг конденсатора"). Через некоторое время конденсатор полностью зарядится. Ток через первое сопротивление прекратится, напряжение на конденсаторе сравняется с напряжением на втором сопротивлении. Мы пришли к установившемуся режиму, который и исследуется в приведенной в условии задаче.

Надеюсь, что я ответил на Ваш вопрос.

Кирилл Москаленко 04.05.2012 19:01

Спасибо!

Юрий Шойтов (Курск) 28.08.2012 22:39

Важное правило, которое помогает решать многие задачи: через конденсатор ток никогда не течет, ток всегда течет "вокруг" конденсатора.

А как же правилоо том,что электрическая цепь всегда замкнута?!

Конечно через конденсатор ток протекает. Дело все в том, что током называется не только правленное движение микроскопических заряженных частиц (это ток проводимисти), но и направленное движение макроскопических заряженных тел (ток конвекции) и любое изменение индукции электрического поля с течением времени (ток смещения). Выдумывая свои доморощенные правила Вы просто закрываете путь к познанию электродинамики.

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

 

Я не хотел бы вдаваться в полемику по данному вопросу и спорить о терминологии. Скажу только следующее. В своем сообщении я пояснил, что я называю электрическим током (и хочу отметить, что не я один использую данное определение, оно общепринято). "Ток смещения" под это определение не попадает, это просто название для соответствующего слагаемого в уравнениях Максвелла. Да, оно так же как и настоящий ток, приводит к появлению магнитного поля и к переносу энергии, поэтому и используется такой термин, но тем не менее это не электрический ток. Переносчики заряда действительно через конденсатор не проходят (за исключением случаев его пробоя). И идея о том, чтобы следить за их движением, порой, как показывает мой опыт, оказывается плодотворной.

Юрий Шойтов (Курск) 02.09.2012 08:52

Добрый день!

А как же быть с постулатом Ампера?

Ведь согласно ему магнитное поле порождается только током. Если ток смещения порождает магнитное толе, то это настоящий ток, а не формальное слагаемое в уравнении Максвелла.

Алексей (Санкт-Петербург)

Добрый день!

 

Мы, наверное, смотрим на уравнения Максвелла немного с разных позиций. Чтобы не было противоречий, я назвал обсуждавшийся мной выше процесс переноса электрического заряда "током проводимости". Это тот ток, который удовлетворяет закону сохранения заряда, подчиняется уравнению неразрывности.

 

То, о чем мы сейчас спорим, на мой взгляд, не столь существенно. В принципе, какая разница, как называть скорость изменения индукции электрического поля? Главное, это понимать необходимость этого слагаемого и проистекающие из него следствия.

 

Согласен, здесь много нюансов, например, в случае диэлектриков, в ток смещения вносит вклад также ток поляризации, обусловленный движением связанных зарядов, эту часть уж точно невозможно отличить от тока свободных зарядов. Так что предлагаю остановиться на компромиссе, предложенном в самом начале. В том сообщении я предлагал следить за движением "свободных зарядов в электрической цепи".

 

вадим Блинов 17.06.2016 14:58

Почему в задаче 3038 U=ЭДС, а в этой нет?

Антон

В этой задаче у источника есть внутреннее сопротивление.

Елизавета 07.08.2016 12:39

Добрый день! В комментариях ранее вы сказали, что "кон­ден­са­тор будет за­ря­жать­ся, элек­тро­ны под дей­стви­ем элек­три­че­ско­го поля, со­зда­ва­е­мо­го ЭДС будут пе­ре­те­кать с одной пла­сти­ны кон­ден­са­то­ра на дру­гую", но как электроны могут перетекать с одной пластины на другую, если между пластинами диэлектрик?

Антон

По проводам, через резисторы и источник.