Pomiędzy okładki próżniowego kondensatora wsunięto dielektryk o stałej dielektrycznej w ten sposób, że wypełnił on połowę wnętrza tego kondensatora. Oblicz stosunek pojemności kondensatora z wsuniętym dielektrykiem do pojemności kondensatora próżniowego.

Pomiędzy okładki próżniowego kondensatora wsunięto dielektryk o stałej dielektrycznej w ten sposób, że wypełnił on połowę wnętrza tego kondensatora. Oblicz stosunek pojemności kondensatora z wsuniętym dielektrykiem do pojemności kondensatora próżniowego.
Odpowiedź

Pojemność kondensatora płaskiego o powierzchni S, odległości między płytkami d oraz przenikalności elektrycznej izolatora ε=ε₀εr, gdzie ε₀ jest przenikalnością w próżni, εr przenikalnością względną (w stosunku do próżni) wyraża wzór: [latex]C=frac{epsilon_oepsilon_rS}{d}[/latex] Próżniowy ma wzór (εr = 1): [latex]C_1=frac{epsilon_oS}{d}[/latex]   Gdy włożymy dielektryk o grubości mniejszej niż d (u nas: d/2) otrzymamy jakby 2 kondensatory połączone szeregowe, których odwrotności pojemności się sumują: [latex]frac{1}{C_2}=frac{1}{frac{epsilon_oepsilon_rS}{frac{d}{2}}}+frac{1}{frac{epsilon_oS}{frac{d}{2}}}=frac{1}{frac{2epsilon_oepsilon_rS}{d}}+frac{1}{frac{2epsilon_oS}{d}}=\frac{d}{2epsilon_oepsilon_rS}+frac{d}{2epsilon_oS}}=frac{d+depsilon_r}{2epsilon_oepsilon_rS}\C_2=frac{2epsilon_oepsilon_rS}{d(epsilon_r+1)}\frac{C_2}{C_1}=frac{2epsilon_oepsilon_rS}{d(epsilon_r+1)}cdotfrac{d}{epsilon_oS}=frac{2epsilon_r}{epsilon_r+1}[/latex]   Odp.  2εr /(εr + 1)  

Dodaj swoją odpowiedź