2020-11-28
В пространство между обкладками незаряженного плоского конденсатора вносят металлическую пластинку, заряд которого $Q$. Между пластиной и обкладками конденсатора остаются при этом промежутки $l_{1}$ и $l_{2}$. Площади всех обкладок и пластины одинаковы и равны $S$. Определить разность потенциалов между обкладками конденсатора.
Решение:
Поскольку обкладки конденсатора не заряжены и на них лишь индуцируются заряды при внесении пластины, то извне конденсатора электрического поля не будет. В промежутках между пластиной и обкладками конденсатора электрическое поле создает только заряженная пластина. Это поле симметрично относительно пластины, и его напряженность $E = \frac{Q}{2 \epsilon_{0}S }$. Формулу эту можно получить так. Каждая из обкладок конденсатора находится в электрическом поле, создаваемом второй обкладкой, напряженность которого равна половине напряженности поля внутри конденсатора, то есть $E = \frac{Q}{2 \epsilon_{0}S }$.
Разность потенциалов между заряженной пластиной и левой обкладкой конденсатора равна $\phi_{01} = El_{1}$, а между пластиной и правой обкладкой $\phi_{02} = El_{2}$. Тогда разность потенциалов между обкладками конденсатора будет $\phi_{12} = \phi_{01} - \phi_{02} = E(l_{1} - l_{2} ) = \frac{Q}{2 \epsilon_{0}S } (l_{1} - l_{2} )$.