Рассматривается двухслойный плоский конденсатор, подключенный к источнику напряжения. Заданы пробивные напряженности слоев.

18 мая 2025
Электроника, электротехника, радиотехника

Условие:

Рассматривается двухслойный плоский конденсатор, подключенный к источнику напряжения U. Заданы пробивные напряженности слоев Епроб1 и Епроб2.

Требуется:

– рассчитать напряженность , электрическое смещение , поляризацию для каждого слоя конденсатора;

– определить плотность свободных зарядов σ на обкладках конденсатора и плотность связанных зарядов σсвяз на границе раздела диэлектриков;

– определить электрическую емкость конденсатора на единицу площади;

– рассчитать пробивное напряжение Uпроб.

– построить график распределения потенциала φ вдоль оси x.

Ответы привести к размерности: E1 , E2 – [кВ/см]; D1, D2, P1, P2, σ, σсвяз – [пКл/см²]; Uпроб. – [кB]; C – [пФ/см²].

Сделать необходимые выводы.

Решение:

Дано:

U =11 кВ,

Епроб1 = 12 кВ/см,

Епроб2 = 24 кВ/см,

d1 = 2,6 см;

d2 = 1,6 см;

e1 = 2;

e2 =1;

0 = 8,8510^-12 Ф/м.

По условию задания конденсатор заряжен напряжением 11 кВ. Значит, на обкладках конденсатора имеются заряды противоположных знаков. Разность потенциалов между двумя слоями диэлектриков определяется по формуле (13):

(13)