Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 16260
2024-03-09 
Для измерения электростатического поля применяют конденсатор, состоящий из двух обкладок в форме полукругов площадью $S = 10 см^{2}$ каждый, находящихся на расстоянии $d = 0,1 см$ друг от друга (рис.). Один из полукругов неподвижен, а другой вращается со скоростью $n = 100 об/с$ так, что емкость конденсатора меняется от максимального значения практически до нуля. Собрана измерительная схема, включающая два диода и гальванометр с сопротивлением рамки $R = 1 кОм$ (рис.). Какой ток он покажет при напряженности поля $E = 10000 В/м$? Что изменится, если сопротивление рамки прибора уменьшить или увеличить?
Решение:
Поскольку постоянная времени $\tau = CR$ для разрядки конденсатора через гальванометр много меньше периода $T$ изменения емкости (или $I_{max}R - \frac{q_{max}}{T} R \ll \frac{q_{max}}{C}$), то напряжение на конденсаторе все время мало по сравнению $U = Ed$. Это означает, что поле конденсатора $E_{к} = \frac{q}{C} : d$ в каждый момент времени компенсирует внешнее поле $E$. Следовательно, за период через миллиамперметр проходит (за те пол периода, пока емкость уменьшается) заряд $q_{max} = C_{max}U = C_{max}Ed = \epsilon_{0} SE$. Средний ток через миллиамперметр равен
$I = \frac{q_{max}}{T} = \epsilon_{0} SEn = 8,85 \cdot 10^{-9} А$.
Этот ток не зависит ни от $R$, ни от $d$.
Для измерения электростатического поля применяют конденсатор, состоящий из двух обкладок в форме полукругов площадью $S = 10 см^{2}$ каждый, находящихся на расстоянии $d = 0,1 см$ друг от друга (рис.). Один из полукругов неподвижен, а другой вращается со скоростью $n = 100 об/с$ так, что емкость конденсатора меняется от максимального значения практически до нуля. Собрана измерительная схема, включающая два диода и гальванометр с сопротивлением рамки $R = 1 кОм$ (рис.). Какой ток он покажет при напряженности поля $E = 10000 В/м$? Что изменится, если сопротивление рамки прибора уменьшить или увеличить?
Решение:
Поскольку постоянная времени $\tau = CR$ для разрядки конденсатора через гальванометр много меньше периода $T$ изменения емкости (или $I_{max}R - \frac{q_{max}}{T} R \ll \frac{q_{max}}{C}$), то напряжение на конденсаторе все время мало по сравнению $U = Ed$. Это означает, что поле конденсатора $E_{к} = \frac{q}{C} : d$ в каждый момент времени компенсирует внешнее поле $E$. Следовательно, за период через миллиамперметр проходит (за те пол периода, пока емкость уменьшается) заряд $q_{max} = C_{max}U = C_{max}Ed = \epsilon_{0} SE$. Средний ток через миллиамперметр равен
$I = \frac{q_{max}}{T} = \epsilon_{0} SEn = 8,85 \cdot 10^{-9} А$.
Этот ток не зависит ни от $R$, ни от $d$.
