ID: 00002920
Плоский воздушный конденсатор подключён к аккумулятору. Не отключая конденсатор от аккумулятора, уменьшили расстояние между пластинами конденсатора. Как изменятся при этом ёмкость конденсатора и величина заряда на его обкладках?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Конденсатор подключён к аккумулятору — это означает, что напряжение $U$ на конденсаторе поддерживается постоянным.
Изменение ёмкости:
Ёмкость плоского конденсатора:
$$C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$$
При вставке диэлектрика диэлектрическая проницаемость $\varepsilon$ увеличивается ($\varepsilon \gt 1$). Площадь $S$ и расстояние между пластинами $d$ не изменяются. Следовательно, ёмкость увеличивается.
Изменение заряда:
Связь заряда, ёмкости и напряжения:
$$Q = CU$$
Напряжение $U$ постоянно (аккумулятор поддерживает его неизменным). Ёмкость $C$ увеличилась. Значит, заряд $Q$ увеличивается.
Это физически объясняется тем, что аккумулятор дополнительно «накачивает» заряд на пластины конденсатора, компенсируя ослабление поля диэлектриком и поддерживая напряжение постоянным.