Чт. Мар 28th, 2024

Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между обкладками 2,00 см заряжен до напряжения 1000 В и отключен от источника энергии. За какое время разрядится конденсатор, если в каждом кубическом сантиметре воздуха между обкладками кон­денсатора ионизатор образует 2,00*108 пар одновалентных ионов в секунду? Считать, что все ионы достигают обкладок конденсатора. Каким стал бы ток насыщения, если при неизменном ионизаторе конденсатор подключить к источнику постоянного напряжения? Как зависит ток насыщения от величины напряжения на конденса­торе? Площадь каждой обкладки 50,0 см2.

Дано: d=2,00 см—2,00 10-2 м — расстояние между обкладками конденсатора, S=50,0 см2 = 5,00*10 -3 м2 — площадь каждой обкладки конденсатора, ɛ0=8,85*10-12 Ф/м — электрическая постоянная, ɛ=1 — относительная диэлектрическая проницаемость воздуха, U=1000 В=1,00*103 В — напряжение на конденсаторе, nо=2,00*108 см-3*с-1=2,00*1014 м-3*с-1 — число пар одновалент­ных ионов, образующихся в каждом кубическом метре воздуха за секунду, e=1,602*10-19 Кл — заряд одновалентного иона.

Найти: 1) t — время, за которое разрядится конденсатор; 2) Iн — ток насыщения при подключении конденсатора к источ­нику; 3) зависимость тока насыщения от напряжения.

Решение. 1) Время разрядки конденсатора t найдем, зная заряд q конденсатора и суммарный заряд ионов одного знака qt образовавшихся в пространстве между обкладками конденсатора под действием ионизатора за одну секунду:

t = q/qt

Для определения заряда q воспользуемся формулами C=q/U и C=ɛ0ɛS/d , откуда:138_cr

Заряд ионов одного знака qt, образовавшихся за одну секунду, определяем по формуле qt=n1e, где nt число пар ионов, образо­вавшихся между обкладками конденсатора за секунду. Если объем диэлектрика между обкладками конденсатора V выразить через площадь обкладки и толщину слоя диэлектрика: V=Sd, то:138_cr2

Подставив в формулу t=q/qt найденные значения q и qt, получаем:138_cr3

Мы видим, что время разрядки конденсатора не зависит от площади его обкладок. Окончательно время разрядки конденсатора:138_cr4

Малое время разрядки обусловлено тем, что мы не учитывали реком­бинацию ионов.

2) Ток насыщения находим по формуле:138_cr5

где q макс — максимальный заряд, достигающий обкладок конден­сатора: qмакс= ntet =n0Sdet; t — время, за которое этот заряд достигает обкладок (проходит по цепи). Тогда:138_cr6

Ток насыщения, как видно из формулы, численно равен заряду, ионов одного знака, образующемуся под действием ионизатора между обкладками конденсатора в единицу времени. Вычисляем ток насыщения Iн:139_cr

3) Анализ полученной для тока насыщения формулы показывает, что ток насыщения не зависит от напряжения и, следовательно, не подчиняется закону Ома. Ток насыщения определяется лишь интенсивностью ионизатора и объемом межэлектродного простран­ства.

Ответ. 1) Время разрядки конденсатора 6,91 10-1 с. 2) Ток насыщения 3,204 10-9 А. 3) Ток насыщения не зависит от напряжения.

От content

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
100% Free SEO Tools - Tool Kits PRO