Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4074
2017-09-30 
Конденсатор емкостью $C = 10 пФ$ соединен последовательно с резистором, имеющим сопротивление $R = 1,0 кОм$. Расстояние между пластинами конденсатора $d = 3,0 мм$. Воздух между пластинами конденсатора ионизируется рентгеновским излучением: каждую секунду в $1 см^{3}$ воздуха образуется $n = 5 \cdot 10^{4}$ пар ионов с зарядом $e$, равным элементарному. Определите силу тока $I$ в цепи и падение напряжения $U$ на резисторе, если к цепи подключен источник высокого напряжения.
Решение:
Вольт-амперная характеристика газового разряда, имеет так называемый тока насыщения. Высокое напряжение вызывает быстрое упорядоченное движение ионов между обкладками конденсатора. Будем считать, что все рождающиеся ионы достигают обкладок, не успев рекомбинировать. Сила тока при этом максимальна. Она численно равна общему заряду ионов одного знака, рождающихся ежесекундно: $I = enSd$. Здесь $n = 5 \cdot 10^{4} см^{-3}с^{-1}$; емкость конденсатора $C = \frac{ \epsilon_{0} S}{d}$, откуда $I = \frac{enCd^{2}}{ \epsilon_{0}} = 8,1 \cdot 10^{-14} А$. Тогда $U = IR = 8,1 \cdot 10^{-11} В$.
Полученные значения $I$ и $U$ не зависят от величины приложенного к цепи высокого напряжения (пока напряжение это недостаточно велико для превращения разряда в самостоятельный).
Ответ: $I = 8,1 \cdot 10^{-14} A; U = 8,1 \cdot 10^{-11} В$.
Конденсатор емкостью $C = 10 пФ$ соединен последовательно с резистором, имеющим сопротивление $R = 1,0 кОм$. Расстояние между пластинами конденсатора $d = 3,0 мм$. Воздух между пластинами конденсатора ионизируется рентгеновским излучением: каждую секунду в $1 см^{3}$ воздуха образуется $n = 5 \cdot 10^{4}$ пар ионов с зарядом $e$, равным элементарному. Определите силу тока $I$ в цепи и падение напряжения $U$ на резисторе, если к цепи подключен источник высокого напряжения.
Решение:
Вольт-амперная характеристика газового разряда, имеет так называемый тока насыщения. Высокое напряжение вызывает быстрое упорядоченное движение ионов между обкладками конденсатора. Будем считать, что все рождающиеся ионы достигают обкладок, не успев рекомбинировать. Сила тока при этом максимальна. Она численно равна общему заряду ионов одного знака, рождающихся ежесекундно: $I = enSd$. Здесь $n = 5 \cdot 10^{4} см^{-3}с^{-1}$; емкость конденсатора $C = \frac{ \epsilon_{0} S}{d}$, откуда $I = \frac{enCd^{2}}{ \epsilon_{0}} = 8,1 \cdot 10^{-14} А$. Тогда $U = IR = 8,1 \cdot 10^{-11} В$.
Полученные значения $I$ и $U$ не зависят от величины приложенного к цепи высокого напряжения (пока напряжение это недостаточно велико для превращения разряда в самостоятельный).
Ответ: $I = 8,1 \cdot 10^{-14} A; U = 8,1 \cdot 10^{-11} В$.
