Очевидно, что обкладки и диэлектрик прокладки конденсатора конструктивно связаны и заряд находиться в обоих «местах».
Задача: найти какое количество заряда сосредоточено в диэлектрике и сколько его на пластинах. Представим конденсатор в виде эквивалентного ему параллельного соединения двух конденсаторов, один из которых «накапливает» заряд только в диэлектрике (индекс «
»), а второй - на пластинах (индекс «
»).
Как известно, заряд плоского конденсатора
равен
,
где,
- ёмкость конденсатора;
- напряжение на конденсаторе;
– площадь пластин;
– расстояние между пластинами.
- относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика прокладки;
- электрическая проницаемость вакуума.
Заряд плоского конденсатора с извлечённым диэлектриком составит
Тогда заряд, извлечённый вместе с диэлектриком
Отношение
"диэлектрического" и "вакуумного" зарядов конденсатора
Отношение
для различных диэлектриков найдём опытным путём. С этой целью соберём измерительный конденсатор, извлекать диэлектрик которого можно не изменяя общие его геометрические размеры.
Зарядку конденсатора обеспечим высоковольтным источником от лазерного принтера, а напряжение, пропорциональное заряду, измерим с помощью прибора электростатической системы С75.
Для оргстекла, полиэтилена и оконного стекла отношение
оказалось равным единице с погрешность ±10% , что подтверждает правомерность выбора эквивалентной схемы из двух параллельных конденсаторов.
Таким образом, отношение заряда в диэлектрике к заряду на пластинах конденсатора составляет
.