راهنمایی کوتاه: ابتدا ظرفیت خازن و رابطه آن با ولتاژ و بار الکتریکی را درک کنیم.
گامبهگام:
- ۱) ظرفیت خازن تخت اولیه را $C_1 = 2 \mu F$ مینامیم. پس از جدا شدن از باتری و افزایش فاصله صفحات به ۳ برابر، ظرفیت جدید $C_2 = \frac{C_1}{3}$ خواهد بود زیرا ظرفیت خازن تخت با فاصله صفحات نسبت عکس دارد.
- ۲) بار الکتریکی خازن ($Q$) پس از جدا شدن از باتری ثابت میماند. بنابراین $Q = C_1V_1 = C_2V_2$.
- ۳) با جایگزینی $C_2 = \frac{C_1}{3}$ در معادله، داریم: $C_1V_1 = \frac{C_1}{3}V_2 \Rightarrow V_2 = 3V_1$.
- ۴) طبق مسئله، $V_2 - V_1 = 30$ ولت. پس $3V_1 - V_1 = 30 \Rightarrow 2V_1 = 30 \Rightarrow V_1 = 15$ ولت.
- ۵) حال بار الکتریکی را محاسبه میکنیم: $Q = C_1V_1 = 2 \times 10^{-6} \times 15 = 30 \mu C$.
پاسخ نهایی: بار خازن ۰۳ میکروکولن است.
مثال مشابه: محاسبه ظرفیت خازن با دیالکتریک.
اگر میخواهی بیشتر یاد بگیری: به مبحث خازنها در کتاب فیزیک ۲ مراجعه کن.
