Тема . Электродинамика. Электричество и цепи

.09 Локальный закон Ома

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела электродинамика. электричество и цепи
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#33211

Плоский конденсатор с расстоянием между обкладками d  подсоединён к источнику постоянного тока с ЭДС, равной E  (рис.). Конденсатор заполнен двумя слоями слабопроводящих сред с разными значениями удельной проводимости λ
 1   и λ
 2   . Оба слоя находятся в электрическом контакте между собой и с пластинами конденсатора. Толщина каждого слоя d∕2  , диэлектрическая проницаемость обоих слоёв 𝜀1 = 𝜀2 = 1  . Найдите:
1) поверхностные плотности σ1   и σ2   зарядов на пластинах конденсатора;
2) поверхностную плотность σ  заряда в плоскости контакта слоёв.
Примечание. Удельная проводимость — это величина, обратная удельному сопротивлению: λ =  1∕ρ  .
(Всеросс., 2011, финал, 10)

PIC

Показать ответ и решение

1. Пусть E1   и E2   напряжённости однородных электрических полей в верхней и нижней пластинах соответственно. Тогда:

E1d-+ E2 d-=  ξ.  (1 )
  2      2

Здесь E1d ∕2  и E2d ∕2  – падения напряжений на слоях. По закону Ома:

   d-     1-d∕2-      d-    -1-d∕2-
E1 2 = I1 λ1 S  ,  E2 2 = I2λ2  S    (2)

где I1 = I2   – силы токов, текущих в 1-ом и 2-ом слоях, S  – площадь пластин конденсатора. Поделив почленно эти соотношения, получим:

E1-   λ2-
E2  = λ1   (3)

Решая систему из двух уравнений (1) и (3), найдём:

             2𝜀 ξ   λ                       2𝜀 ξ   λ
σ1 = 𝜀0E1 =  --0-----2---- σ2 =  − 𝜀0E2 = − --0-----1---
               d  λ1 + λ2                    d  λ1 + λ2

2. Полный заряд конденсатора, включающий заряды на пластинах и заряд в плоскости контакта слоёв, равен нулю. Пусть σ  – поверхностная плотность заряда в плоскости контакта. Условие равенства нулю полного заряда:

σ1 + σ2 + σ =  0

Отсюда:

                       (                       )
σ = − σ  − σ  = − 2𝜀0ξ-  ----1-----−  ----1-----  = − 2𝜀0ξ-λ2 −-λ1-
       1    2       d    1 + λ1∕λ2    1 + λ2∕λ1        d   λ1 + λ2
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!