Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между обкладками 2 мм и площадью обкладок 10...

Question

Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между обкладками 2 мм и площадью обкладок 10 см^2 заряжен до напряжения 2 кВ и отключен от источника тока. Под действием внешнего ионизатора в пространстве между обкладками за секунду образуется 10^8 пар одновалентных ионов. На сколько изменилось напряжение на конденсаторе через 5 с после начала действия ионизатора? Считайте, что все ионы достигают обкладок конденсатора.

Answer 1

Емкость воздушного конденсатора
C = e0S/d = 8.85*10⁻¹²*10⁻³/2*10⁻³ = 4.43*10⁻¹² Ф
В секунду появляется
N = 10⁻⁸ пар одновалентных ионов
За 5 секунд между обкладками появится
Nt = 5*10⁸ пар свободных зарядов
Попадая на пластины, эти свободные заряды уменьшают заряд конденсатора Q на величину
dQ = N*t*e
где
e = 1.6*10⁻¹⁹ Кл
dQ = 10⁸*5*1.6*10⁻¹⁹ = 8*10⁻¹¹ Кл
Уменьшение напряжения составит
dU = dQ/C  = 8*10⁻¹¹/4.43*10⁻¹² = 18 В