Плоский воздушный конденсатор находится под напряжением 20 кв. Расстояние между обкладками равно 2 см, площадь обкладок 200 см2. Определить емкость, запас электрической прочности конденсатора, если электрическая прочность воздуха 30 кв/см.
Определить емкость конденсатора, распределение напряжения между слоями и запас электрической прочности, если, не отключая конденсатора от источника заряда, в воздушный промежуток между обкладками, паралельно им, внести лист стекла толщиной 0,5 см. (см. Рис.1) с относительной диэлектрической проницаемостью ε — 7. Электрическая прочность стекла больше чем воздуха.
Рис.1
Решение:
Напряженность электрического поля воздушного конденсатора определяется так:
Запас прочности
После внесения в воздушный промежуток стекла найджем распределение напряжения между слоями, имя в виду, что общее напряжение конденсатора равно сумме напряжений слоев:
где l1 и l2 — толщина слоев.
Согласно формулам, определим:
Отсюда
Запас электрической прочности конденсатора определяется по менее электрически прочному диэлектрику, в данном случае воздуху:
Таким образом, при внесении в воздушный промежуток стекла запас электрической прочности конденсатора уменьшился, несмотря на то, что электрическая прочность стекла сама по себе больше чем воздуха.
Емкость воздушного конденсатора
Емкость конденсатора после внесения стекла определим из выражения, полученного раньше для напряжения на конденсаторе, умножив и разделив правую его часть на S:
