Условие
6.4.8∗. Плоский конденсатор изготовлен из двух лент ширины
Решение
Рулон предсталяем как свиток, где
Мы получили как бы множество цилиндрических конденсаторов, соединенных параллельно (сумма их емкостей есть емкость рулона).
Выберем один из цилиндрических конденсаторов с произвольным внутренним радиусом
Так как
Тогда емкость одного цилиндрического конденсатора для этой задачи переписывается:
Метод индукции [2]. Пронумеруем цилиндрические конденсаторы (кратко — конденсаторы), начиная с внутреннего (радиус которого
Для первого, второго, третьего конденсаторов имеем
Соответственно, для
Итак, сложим емкости отдельных конденсаторов
здесь использовали формулу суммы арифметической прогрессии:
Количество конденсаторов в рулоне примерно равно
Подставим это в формулу для
Примечание: решение задачи предлагается в пособии [1]; также остается вопрос об учете емкости промежуточного слоя, на дающего соприкасаться лентам при сворачивании (в промежуточном слое должно образовываться поле, так как он разделяет проводники разного потенциала) [3–6].
У Савченко ответ немного другой:
В этом решении считаем что Савченко под
Задача остается открытой
Количество конденсаторов
и компактно
здесь использовали формулу суммы арифметической прогрессии и условие многовитковости
Но теперь подскобочное выражение тут равно подскобочному выражению в формуле емкости и при подстановке эта самая емкость получается как полное приближение плоского конденсатора
Литература
[1] "Принципы и практика решения задач по общей физике". Ч.2: Электромагнетизм. А.Н. Паршаков. Изд. 2010 г (стр.104–107).
[2] Б. Мукушев. Решение физических задач с помощью метода индукции. «Квант», 2025, № 8.
[3] Д. А. Александров. Поле заряженной плоскости. «Квант», 1998, №3.
[4] С. М. Козел. Парадоксы плоского конденсатора. «Квант», 1985, №8.
[5] Е. Ромишевский. Конденсатор в коробке и потенциальность кулоновского поля. «Квант»,
1998, №1.
[6] А. И. Черноуцан. Осторожно: магнитное поле. «Квант», 1999, №3.