Пластины плоского конденсатора площадью 200 см2 заряжены с по-верхностной плотностью 1,50 мкКл/м2. После отключения конденсатора от ис-точника напряжения пространство между пластинами заполняют диэлектри-ком. При этом разность потенциалов между ними изменяется от 600 до 300 В. Найти расстояние между пластинами и диэлектрическую проницаемость ди-электрика. Каковы электроемкость конденсатора и напряженность поля в нем до и после заполнения?

подробно

q = ο * S = 1,5*10⁻⁶ Кл/м² * 200*10⁻⁴ м² = 3,0*10⁻⁸ Кл - заряд конденсатора, он остается постоянным т. к. конденсатор отключен от источника питания

C = q / U = > C₁ = q / U₁ = 3,0*10⁻⁸ Кл / 600 В = 5,0*10⁻¹¹ Ф = 0,05 нФ - электроемкость до заполнения

C₂ = q / U₂ = 3,0*10⁻⁸ Кл / 300 В = 1,0*10⁻¹⁰ Ф = 0,10 нФ - электроемкость после заполнения

C = ε * ε₀ * S / d = q / U₁ = > d = U₁ * ε₀ * S / q, ε = 1 - вакуум, воздух

d = 600 В * 8,85*10⁻¹² Ф/м * 200*10⁻⁴ м² / 3,0*10⁻⁸ Кл = 3,54*10⁻³ м = 3,54 мм - расстояние между пластинами

ε = q * d / (ε₀ * S * U₂) = 3,0*10⁻⁸ Кл * 3,54*10⁻³ м / (8.85*10⁻¹² Ф/м * 200*10⁻⁴ м² * 300 В) = 2,0 - диэлектрическая проницаемость

E₁ = U₁ / d = 600 В / 3,54*10⁻³ м = 1,69*10⁵ В/м - напряженность поля до заполнения

E₂ = U₂ / d = 300 В / 3,54*10⁻³ м = 8,47*10⁴ В/м - напряженность поля после заполнения