2019-05-11
Расстояние между пластинами плоского конденсатора $d$, площадь каждой пластины $S$ (рис.). Обе пластины заземлены. Какой заряд окажется на каждой пластине, если между ними на расстоянии $x$ от одной из них ввести точечный заряд $Q$?
Решение:
Мысленно распределим заряд $Q$ с равномерной плотностью заряда $\sigma = Q/S$ по плоскости, параллельной обкладкам конденсатора в том месте, куда был помещен точечный заряд $Q$ (рис.). При этом никаких изменений во внешних цепях не произойдет. Заменим эту мысленную плоскость реальной тонкой пластиной. Тогда мы можем заметить, что весь заряд $Q$ разделился на два заряда: $Q_{x}$ на нижней стороне пластины и $Q - Q_{x}$ на верхней стороне пластины. Разделим пластину на две тончайшие пластины с находящимися на них зарядами и просто соединим их проводом. Мы получим схему из двух параллельно соединенных конденсаторов, которые заряжены суммарным зарядом $Q$ (рис.). Теперь, так как напряжения на конденсаторах одинаковы, заряды на них распределятся пропорционально их емкостям, т.е. обратно пропорционально расстояниям между обкладками.
Поскольку полный заряд на пластинах равен $Q$, соответствующие заряды на пластинах будут равны
$Q_{A} = - Q \frac{d - x}{d}$ и $Q_{B} = - Q \frac{x}{d}$.