ID: 00016895
По цилиндрическому проводнику с площадью поперечного сечения S = 2 мм2 протекает электрический ток силой I = 1 А. Параллельно проводнику подключён плоский конденсатор. Модуль напряжённости электрического поля между пластинами этого конденсатора равен E = 50 В/м. Найдите удельное электрическое сопротивление р данного проводника, если известно, что его длина в n = 1000 раз больше расстояния между пластинами конденсатора. https://rutube.ru/video/ea2bed8eef8ab919befb56479046c775/ Магнитное поле
Источник: ФИПИ
S=2 мм^2 — площадь сечения проводника; I=1 А; E=50 В/м — напряжённость поля между пластинами конденсатора; длина проводника в n=1000 раз больше расстояния между пластинами (l=n\,d).
\rho — удельное сопротивление материала проводника.
Конденсатор здесь работает как «вольтметр-подсказка»: он подключён параллельно проводнику, а параллельные элементы — как два соседних дома на одной улице с общим перепадом высоты: напряжение на них одинаковое. Значит, напряжение на проводнике равно напряжению на конденсаторе.
Поле внутри плоского конденсатора однородное, поэтому напряжение на нём связано с напряжённостью и расстоянием между пластинами d:
U_C=E\,d.
Напряжение на проводнике найдём по закону Ома для участка цепи, а сопротивление выразим через удельное сопротивление, длину и сечение:
U_{\text{пр}}=IR=I\,\frac{\rho\,l}{S}=I\,\frac{\rho\,n\,d}{S}.
Так как конденсатор параллелен проводнику, U_C=U_{\text{пр}}. Расстояние d сократится:
E\,d=I\,\frac{\rho\,n\,d}{S}\;\Rightarrow\; E=\frac{I\,\rho\,n}{S}\;\Rightarrow\; \rho=\frac{E\,S}{I\,n}.
Подставляем числа (сечение удобно оставить в мм^2, тогда \rho получится в Ом\cdotмм^2/м):
\rho=\frac{50\cdot 2}{1\cdot 1000}=0{,}1\ \text{Ом}\cdot\text{мм}^2/\text{м}=10^{-7}\ \text{Ом}\cdot\text{м}.
Получилось 0{,}1 Ом\cdotмм^2/м — это, кстати, близко к меди: проводник вполне «обычный».
\rho=0{,}1 Ом\cdotмм^2/м =10^{-7} Ом\cdotм