ID: 00017263
Плоский конденсатор заполнен непроводящим веществом с диэлектрической проницаемостью, равной 3, и подключён к источнику постоянного напряжения. Это вещество удаляют из конденсатора и взамен помещают между пластинами другой изолирующий материал с диэлектрической проницаемостью, равной 5. Как меняются в результате замены диэлектрика электрическая ёмкость конденсатора и заряд на его пластинах?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) электрическая ёмкость конденсатора
Б) заряд на пластинах конденсатора
ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Конденсатор остаётся подключённым к источнику — значит напряжение на нём задано источником и не меняется. Меняем диэлектрик на более «сильный» ($\varepsilon$ с 3 до 5) — он лучше ослабляет поле, ёмкость растёт, а при фиксированном напряжении растёт и заряд.
Ёмкость плоского конденсатора $C=\dfrac{\varepsilon\varepsilon_0 S}{d}$. Геометрия та же, а диэлектрическая проницаемость выросла с 3 до 5, значит ёмкость $C$ увеличивается (вариант 1) — ровно в $5/3$ раза.
Конденсатор подключён к источнику, поэтому напряжение $U=\text{const}$. Из $q=CU$: ёмкость выросла, напряжение прежнее — значит заряд $q$ увеличивается (вариант 1). Источник «дозаряжает» пластины, чтобы удержать то же напряжение при возросшей ёмкости.