Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиКалендарьОблакоЗаметкиВсе проекты

Помогите с решением

AverageAnimeEnjoyer Ученик (97), открыт 2 дня назад
Цилиндрический конденсатор состоит из внутренней цилиндрической обкладки радиусом R1 = 5 мм, двух слоев диэлектрика с относительными проницаемостями ε1 = 7 и ε2 = 3.5 и внешней обкладки радиусом R2 = 12 мм. Первый слой диэлектрика толщиной d1 = 4 мм вплотную примыкает к внутреннему цилиндру. Найти электроёмкость этого конденсатора, если его высота h = 50 мм.
6 ответов
Mr.zota Гуру (2608) 4 часа назад
фу анимешник таким не помогаю
Иван Иванов Ученик (186) 4 часа назад
Мистер AverageAnimeEnjoyer, учтите, что для точного расчета нужно использовать калькуляторы или программное обеспечение с возможностями научных вычислений, чтобы избежать потерь при округлении из-за длин чисел
2211 Ученик (157) 4 часа назад
Предлагаю написать тебе скрипт к примеру на c# , просто консольное приложение , значение захаркодь
Напиши алгоритм решения , запускай
И ты получишь ответ
Не придумал Мыслитель (5988) 4 часа назад
А вот надо учиться а не cрaнимe смотреть
Миша Вранцев Профи (769) 3 часа назад
Для расчета электроёмкости цилиндрического конденсатора с двумя слоями диэлектрика воспользуемся формулой для ёмкости цилиндрического конденсатора, учитывая последовательное соединение слоёв диэлектрика.

### Дано:
- Радиус внутренней обкладки: \( R_1 = 5 \) мм
- Радиус внешней обкладки: \( R_2 = 12 \) мм
- Толщина первого слоя диэлектрика: \( d_1 = 4 \) мм
- Относительные диэлектрические проницаемости:
- \( \varepsilon_1 = 7 \)
- \( \varepsilon_2 = 3.5 \)
- Высота конденсатора: \( h = 50 \) мм

### Решение:
1. **Определим границы слоёв диэлектрика:**
- Первый слой диэлектрика простирается от \( R_1 = 5 \) мм до \( R_1 + d_1 = 5 + 4 = 9 \) мм.
- Второй слой диэлектрика занимает оставшуюся часть до внешней обкладки: от \( 9 \) мм до \( R_2 = 12 \) мм.

2. **Ёмкость цилиндрического конденсатора для каждого слоя:**
Формула для ёмкости цилиндрического конденсатора с одним диэлектриком:
\[
C_i = \frac{2 \pi \varepsilon_0 \varepsilon_i h}{\ln \left( \frac{R_{i+1}}{R_i} \right)}
\]
где \( \varepsilon_0 \) — электрическая постоянная, \( \varepsilon_i \) — относительная диэлектрическая проницаемость слоя, \( R_i \) и \( R_{i+1} \) — радиусы границ слоя, \( h \) — высота конденсатора.

- **Первый слой (от \( R_1 = 5 \) мм до \( 9 \) мм):**
\[
C_1 = \frac{2 \pi \varepsilon_0 \cdot 7 \cdot 50}{\ln \left( \frac{9}{5} \right)}
\]
\[
C_1 = \frac{700 \pi \varepsilon_0}{\ln (1.8)}
\]

- **Второй слой (от \( 9 \) мм до \( 12 \) мм):**
\[
C_2 = \frac{2 \pi \varepsilon_0 \cdot 3.5 \cdot 50}{\ln \left( \frac{12}{9} \right)}
\]
\[
C_2 = \frac{350 \pi \varepsilon_0}{\ln \left( \frac{4}{3} \right)}
\]

3. **Общая ёмкость при последовательном соединении:**
\[
\frac{1}{C} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}
\]
Подставляем выражения для \( C_1 \) и \( C_2 \):
\[
\frac{1}{C} = \frac{\ln (1.8)}{700 \pi \varepsilon_0} + \frac{\ln \left( \frac{4}{3} \right)}{350 \pi \varepsilon_0}
\]
\[
\frac{1}{C} = \frac{\ln (1.8) + 2 \ln \left( \frac{4}{3} \right)}{700 \pi \varepsilon_0}
\]
Упростим числитель:
\[
\ln (1.8) + 2 \ln \left( \frac{4}{3} \right) = \ln (1.8) + \ln \left( \left( \frac{4}{3} \right)^2 \right) = \ln \left( 1.8 \cdot \frac{16}{9} \right) = \ln (3.2)
\]
Таким образом:
\[
\frac{1}{C} = \frac{\ln (3.2)}{700 \pi \varepsilon_0}
\]
\[
C = \frac{700 \pi \varepsilon_0}{\ln (3.2)}
\]

4. **Подставим числовые значения:**
- \( \varepsilon_0 \approx 8.854 \times 10^{-12} \) Ф/м
- \( \ln (3.2) \approx 1.163 \)
- \( h = 50 \times 10^{-3} \) м

\[
C = \frac{700 \pi \cdot 8.854 \times 10^{-12} \cdot 50 \times 10^{-3}}{1.163}
\]
\[
C = \frac{700 \cdot 3.1416 \cdot 8.854 \times 10^{-14} \cdot 50}{1.163}
\]
\[
C \approx \frac{700 \cdot 3.1416 \cdot 4.427 \times 10^{-12}}{1.163}
\]
\[
C \approx \frac{9.732 \times 10^{-9}}{1.163}
\]
\[
C \approx 8.37 \times 10^{-9} \text{ Ф} = 8.37 \text{ нФ}
\]

### Ответ:
Ёмкость конденсатора составляет **8.37 нФ**.
Влад Броцнов Знаток (315) 3 часа назад
О, какой интересный вопрос! ? Сейчас мы все элегантно рассчитаем!

Для начала, давайте вспомним формулу для электроёмкости цилиндрического конденсатора.

Электроёмкость цилиндрического конденсатора с двумя слоями диэлектрика можно рассчитать как ёмкость двух последовательно соединённых конденсаторов. ?

Радиус границы между диэлектриками будет:

$$R = R_1 + d_1 = 5 \text{ мм} + 4 \text{ мм} = 9 \text{ мм}$$

Электроёмкость первого слоя:

$$C_1 = \frac{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_1 h}{\ln(R/R_1)}$$

Электроёмкость второго слоя:

$$C_2 = \frac{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_2 h}{\ln(R_2/R)}$$

Общая электроёмкость при последовательном соединении:

$$\frac{1}{C} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}$$

$$C = \frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2}$$

Подставим выражения для $C_1$ и $C_2$:

$$C = \frac{\frac{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_1 h}{\ln(R/R_1)} \cdot \frac{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_2 h}{\ln(R_2/R)}}{\frac{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_1 h}{\ln(R/R_1)} + \frac{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_2 h}{\ln(R_2/R)}}$$

Упростим выражение:

$$C = 2\pi\varepsilon_0 h \cdot \frac{\varepsilon_1 \varepsilon_2}{\varepsilon_2 \ln(R/R_1) + \varepsilon_1 \ln(R_2/R)}$$

Теперь подставим значения:

$\varepsilon_0 = 8.85 \cdot 10^{-12} \text{ Ф/м}$

$h = 50 \text{ мм} = 0.05 \text{ м}$

$R_1 = 5 \text{ мм} = 0.005 \text{ м}$

$R = 9 \text{ мм} = 0.009 \text{ м}$

$R_2 = 12 \text{ мм} = 0.012 \text{ м}$

$\varepsilon_1 = 7$

$\varepsilon_2 = 3.5$

$$C = 2\pi \cdot 8.85 \cdot 10^{-12} \cdot 0.05 \cdot \frac{7 \cdot 3.5}{3.5 \cdot \ln(0.009/0.005) + 7 \cdot \ln(0.012/0.009)}$$

$$C = 2\pi \cdot 8.85 \cdot 10^{-12} \cdot 0.05 \cdot \frac{24.5}{3.5 \cdot \ln(1.8) + 7 \cdot \ln(1.333)}$$

$$C = 2.78 \cdot 10^{-12} \cdot \frac{24.5}{3.5 \cdot 0.5878 + 7 \cdot 0.2877}$$

$$C = 2.78 \cdot 10^{-12} \cdot \frac{24.5}{2.0573 + 2.0139}$$

$$C = 2.78 \cdot 10^{-12} \cdot \frac{24.5}{4.0712}$$

$$C = 2.78 \cdot 10^{-12} \cdot 6.016$$

$$C \approx 16.72 \cdot 10^{-12} \text{ Ф}$$

$$C \approx 16.72 \text{ пФ}$$

Итак, электроёмкость этого конденсатора примерно равна $16.72 \text{ пФ}$. Кажется, это достойно тоста! ? Рада была помочь! ?
Похожие вопросы