Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 3150
2017-04-30 
В схеме, изображенной на рис., $C_{2} = 10 мкФ, R = 2 кОм$. Площадь пластин конденсатора $C_{1}, S = 100 см^{2}$, расстояние между ними $d = 5 мм$. Мощность рентгеновского излучателя, который ионизирует воздух между пластинами конденсатора $C_{1}$, равна $n = 2 \cdot 10^{12}$ пар носителей заряда за $1 с$ в $1 м^{3}$. Заряд носителей равен элементарному заряду $|e| = 1,6 \cdot 10^{-19} Кл$. Все образовавшиеся носители заряда достигают пластин конденсатора $C_{1}$. Определить заряд конденсатора $C_{2}$.
Решение:
В пространстве между пластинами конденсатора $C_{1}$ образуются положительно заряженные ионы и электроны, которые под действием электрического поля движутся в противоположных направлениях, создавая электрический ток через резистор $R$. За промежуток времени $\Delta t$ под действием рентгеновского излучения в объеме $V$ образуется $N = nV \Delta t$ пар носителей зарядов. Так как $V = Sd$ и каждому положительно заряженному иону соответствует отрицательно заряженный нон, то переносимый за время $\Delta t$ полный заряд $q = 2 |e| N = 2 |e| nS d \Delta t$. Следовательно, через резистор $R$ протекает ток $I = \frac{q}{ \Delta t} = 2|e|nSd$. Напряжение на резисторе $u = IR = 2|e| ndR$ равно напряжению на конденсаторе $C_{2}$. Поэтому его заряд $q_{2} = C_{2}u = 2|e| nSdC_{2}R = 6,4 \cdot 10^{-13} Кл$.
В схеме, изображенной на рис., $C_{2} = 10 мкФ, R = 2 кОм$. Площадь пластин конденсатора $C_{1}, S = 100 см^{2}$, расстояние между ними $d = 5 мм$. Мощность рентгеновского излучателя, который ионизирует воздух между пластинами конденсатора $C_{1}$, равна $n = 2 \cdot 10^{12}$ пар носителей заряда за $1 с$ в $1 м^{3}$. Заряд носителей равен элементарному заряду $|e| = 1,6 \cdot 10^{-19} Кл$. Все образовавшиеся носители заряда достигают пластин конденсатора $C_{1}$. Определить заряд конденсатора $C_{2}$.
Решение:
В пространстве между пластинами конденсатора $C_{1}$ образуются положительно заряженные ионы и электроны, которые под действием электрического поля движутся в противоположных направлениях, создавая электрический ток через резистор $R$. За промежуток времени $\Delta t$ под действием рентгеновского излучения в объеме $V$ образуется $N = nV \Delta t$ пар носителей зарядов. Так как $V = Sd$ и каждому положительно заряженному иону соответствует отрицательно заряженный нон, то переносимый за время $\Delta t$ полный заряд $q = 2 |e| N = 2 |e| nS d \Delta t$. Следовательно, через резистор $R$ протекает ток $I = \frac{q}{ \Delta t} = 2|e|nSd$. Напряжение на резисторе $u = IR = 2|e| ndR$ равно напряжению на конденсаторе $C_{2}$. Поэтому его заряд $q_{2} = C_{2}u = 2|e| nSdC_{2}R = 6,4 \cdot 10^{-13} Кл$.
