Электростатика. Постоянный ток. Веремьев В.А - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

С учетом v=5v
0
получим:
22
25
2
0
2
0
mvvm
eU −=
.
отсюда искомая разность потенциалов
()
125
2
2
0
−=
e
mv
U
.
После подстановки числовых значений получим:
(
)
()
.683,015
10*6,1*2
10*10*1,9
2
19
2
531
ВU =−=
−
−
О т в е т:
.68,0 ВU ≈
Пример 8. Пространство между пластинами плоского конденсатора имеет объем V=375
см
3
и заполнено водородом, который частично ионизирован. Площадь пластин
конденсатора S=250см
2
. При каком напряжении U сила тока, протекающего через кон-
денсатор, достигает значения I=2 мкА, если концентрация ионов в газе n==5 •I0
7
см
-3
?
Решение
Напряжение U на пластинах конденсатора связано с напряженностью Е электрического
поля и расстоянием между пластинами соотношением :
.EdU
=
(32)
Напряженность поля может быть найдена из выражения плотности тока
,)( EbbQni
−+
+
=
где Q - заряд иона; n — концентрация ионов; b
+
и b
-
- подвижности положительных и
отрицательных ионов. Отсюда
.
)()( SbbQn
I
bbQn
i
E
−+−+
+
=
+
=
Так как объем пространства, заключенного между пластиками, равен
S*d , то
.
S
V
d =
Подставив выражения E и d в формулу (32), получим:
.
)(
2
SbbQn
IV
U
−+
+
=
(33)
Подставим данные в формулу (33), переведя их предварительно в СИ, получим: 
С учетом      v=5v0 получим:
                                                2
                                    m 25 v 0   mv 02
                               eU =          −                     .
                                       2        2
 отсюда искомая разность потенциалов

                                   mv 02
                               U =       (25 − 1)          .
                                    2e
После подстановки числовых значений получим:



                   U =
                                        (
                       9 ,1 * 10 − 31 * 10 5    ) (5
                                                2
                                                       2
                                                               )
                                                           − 1 = 0 , 683 В .
                           2 * 1, 6 * 10 − 19

О т в е т:   U ≈ 0 , 68 В .

  Пример 8. Пространство между пластинами плоского конденсатора имеет объем V=375
см3 и заполнено водородом, который частично ионизирован. Площадь пластин
конденсатора S=250см2. При каком напряжении U сила тока, протекающего через кон-
денсатор, достигает значения I=2 мкА, если концентрация ионов в газе n==5 •I07 см-3 ?
                                        Решение
 Напряжение U на пластинах конденсатора связано с напряженностью Е электрического
поля и расстоянием между пластинами соотношением :

                                      U = Ed .                                 (32)

Напряженность поля может быть найдена из выражения плотности тока
                                i = Qn ( b + + b − ) E ,
где Q - заряд иона; n — концентрация ионов; b+ и b- - подвижности положительных и
отрицательных ионов. Отсюда
                                  i                          I
                  E =                           =                      .
                        Qn ( b + + b − )            Qn ( b + + b − ) S
Так как объем пространства, заключенного между пластиками, равен S*d , то
                                                V
                                       d =        .
                                                S
Подставив выражения E и d в формулу (32), получим:

                                             IV
                               U =                        .
                                      Qn (b + + b − ) S 2                       (33)

Подставим данные в формулу (33), переведя их предварительно в СИ, получим:

Страницы