LINUX.ORG.RU
ФорумTalks

[Физика][Школьники] Плоский конденсатор и связанные заряды

 ,


0

0

Есть кондёр, площадь обкладок S, заполнен двумя слоями диэлектрика толщиной d1 и d2 с eps1 и eps2. Одна обкладка заземлена, на другой заряд Q. Требуется найти E внутри и плотности связанных зарядов.

Кажется всё просто. Но у меня получается что поверхностная пл-ть связанных зарядов не зависит от d1,d2. Рассуждения такие: на второй обкладке будет наведённый заряд -Q (точно?), двлее считаем D(или E) внутри диэеектриков по т. О.Г. (она не зависит от d). Потом поляризацию как (eps-1)E, сразу получаем сигмы 1,2. Посередине где стык двух диэлектриков будет разность сигм. d1 и d2 не используются. Сомневаюсь что в задаче лишние данные...

Сам по специальности физик, но такие задачи уже давно не решал, сейчас сижу туплю. Гуглил, но нагуглил только задачу (без решения) в которой требуется найти пл-ть связанных зарядов в кондере с U, там ответ зависит от d1,d2, но там не известны заряды, поэтому d1 и d2 точно нужны.

Есть идеи?

★★★★★

подозреваю, что наведённый заряд на заземлённой обкладке будет другой

WerNA ★★★★★
() автор топика

насколько помню, один конденсатор с разными диэлектриками можно представить как два конденсатора, соединенных последовательно, но с разными диэлектриками. Соответственно суммарный заряд последовательно соединенных конденсаторов будет 1/C=1/C1+1/C2

vilfred ☆☆
()
Ответ на: комментарий от vilfred

исходя из общих соображений: если взять 1 конденсатор, то диэлектрик отожрет его энергию на поляризацию. соответственно его емкость увеличится. поставить еще один но, другой диэлектик - будет еще отожрана энергия, но в сумме. Но последовательно. Потому задача о n деэлектриках между обкладками конденсатора, имхо, может быть сведена к задаче о n последовательно соединенных одиночных конденсаторах.

vilfred ☆☆
()
Ответ на: комментарий от vilfred

>можно представить как два конденсатора, соединенных последовательно, но с разными диэлектриками.

согласен, я тоже пытался отталкиваться от этого

>Соответственно суммарный заряд последовательно соединенных конденсаторов будет 1/C=1/C1+1/C2

суммарный заряд? q=CU. Что с U непонятно. Я ж написал, что нашел задачу в которой дано U, а у нас сразу известен заряд, по идее больше ничего не нужно чтобы найти поле.

WerNA ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от vilfred

Вилфред, это не смешно...

WerNA ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от WerNA

ну. C выражается через расстояние промеж обкладками, а напряжение как бы должно быть дано. Но на самом деле напряжение не важно, ибо конденсатор не может зарядиться на заряд больший, чем какбэ его размеры и параметры диэлектрика.

Например, есть металлический шар и в данном случае заряд определяется только радиусом шара. Просто больше он не сможет зарядиться. Так же и конденсатор. Насколько я понимаю, то роль диэлектрика(зачем их туда вообще кладут) только в том, чтобы увеличить запас энергии в кондере. Т.к. часть энергии диэлектрика идет его поляризацию. И она запасена в поляризованном диэлектрике. вот.

Т.е. напряжение тут не влияет. Оно только заряд создаст.

vilfred ☆☆
()
Ответ на: комментарий от vilfred

Это я всё понимаю. Но у нас уже задан заряд одной из обкладок. Напряжение не задано. Первый вопрос: "будет ли на другой, заземлённой обкладке наведён заряд -Q". Если да, то задачка элементарно решается, но без привлечения напряжения, ёмкости и, соотвественно, толщины слоёв диэлектрика.

WerNA ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от WerNA

> Требуется найти E внутри и плотности связанных зарядов

хм, если чисто по простому, то суммарную емкость я бы стал искать, разбив на два кондера(объем диэлектриков, толщина их и т.п. и т.д.)... но плотность связанных зарядов я сходу не скажу, потому что не помню, надо формулу в справочнике копать. Я просто свел твою задачу к своей, т.е. к вычислению емкости.

p.s. причем тут смех, да забей. нормальное дело.

vilfred ☆☆
()

WerNA, насчет велосипеда вопрос.Трудно на нем 50 км проехать? Долго, если сильно не напрягаться?

Хочу на рыбалку взять ездить. Думаю вот только, доехать то может и доеду, а двигаться после этого еще смогу? У меня еще груз кг. 10-15 в рюкзаке.

anonymous
()
Ответ на: комментарий от WerNA

-Q

>подозреваю, что наведённый заряд на заземлённой обкладке будет другой

С чего ему быть другим? -Q, иначе электрическое поле будет сосредоточено не только внутри конденсатора, но и вне его, а так быть не должно (в случае бесконечных плоских обкладок).

Camel ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от WerNA

Опередил.

>ну хотя бы из соображений что поле снаружи кондёра равно нулю.

Опередил.

Camel ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от WerNA

> будет ли на другой, заземлённой обкладке наведён заряд -Q

ну тогда вообще все просто. если на одной обкладке образовался устойчивый заряд - то значит и на другой он тоже есть. А уж как он образовался и как распределился исходя их разных диэлектриков вроде бы и не важно, раз сказано об устойчивом заряде на одной из обкладок.

#ifdef "libastral.h"

подозреваю, что задача немного иная, ибо действительно уж очень больно тогда простой ответ выходит.

#endif

vilfred ☆☆
()
Ответ на: комментарий от anonymous

>Трудно на нем 50 км проехать?

Смотря какая дорога и какой велосипед. Я бы сказал что по грунту/грейдеру это уже дистанция марафонская, но если никуда не торопиться, то вполне себе реально. Только поставь человеческий багажник со стойками и велосумки, рюкзак это зло. Ну и седло/велоштаны защитят попу от истирания =)

WerNA ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от vilfred

>подозреваю, что задача немного иная, ибо действительно 
уж очень больно тогда простой ответ выходит.

на самом деле меня это смущает. Кстати заземлённая обкладка 
как бы экранирует поле левой пластины... надо было не спать на лекциях...

 Q
 | |
-| |--
 | |  |
      |
     ---
      T

WerNA ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от WerNA

ну да, она как бы экранирует, можно и так рассуждать. имхо все правильно ты сказал.

vilfred ☆☆
()
Ответ на: комментарий от WerNA

За хинт с сумками отдельное спасибо. Сейчас посмотрел, это же капец как удобно если к раме или под сиденье прицепить.

Дороги - асфальт, обычно. Под конец плохие, но там и ехать уже не долго.

Насчет велосипеда, смотрел

http://www.velosite.ru/catalog/bicycles/search/23/0/0_0/2008_0/0_0/?item=&...

И до 5 страницы (до 10 к. руб.). После зимы еще буду смотреть.

anonymous
()
Ответ на: комментарий от WerNA

как бы пластина эквивалентна второму симметричному заряду исходя из E=0 на границе пластины.

*** Q
|
|
|
|
-------------------------------
|
|
|
|
*** -Q

rphy
()

Что, у местных всезнаек как обычно гора понтов, а задачка так и не решена?

anonymous
()

WerNA, поле вне конденсатора равно нулю. Иначе под его действием по заземляющей проволоке будет течь ток. Поэтому заряд на заземленной обкладке действительно равен -Q, а поле внутри конденсатора и в самом деле не зависит от d1, d2 (от них зависит только разность потенциалов между обкладками). Так что все правильно, просто лишние данные в условиях иногда все-таки встречаются.:)

SlonoInquisitor
()

>Посередине где стык двух диэлектриков будет разность сигм. d1 и d2 не используются. Сомневаюсь что в задаче лишние данные...

Камментов не читал, зависеть и не должно (если пластины бесконечные). От d зависит только полная энергия конденсатора.

yet_another_lor_account
()

спасибо всем за идеи, видимо действительно лишние данные.

WerNA ★★★★★
() автор топика
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.