Решение на момент правки #16164 от , автор igor. Это не текущая версия.

Условие

6.4.8∗. Плоский конденсатор изготовлен из двух лент ширины и длины . Расстояние между лентами . Определите емкость конденсатора, если его свернуть в многовитковый рулон радиуса .

Решение

Рулон представляем как свиток, где есть его внутренний радиус, как это предложено в пособии [1]. Полями и емкостями в зазорах вне основного слоя пренебрегаем [2]. Разрежем мысленно рулон вдоль радиуса.

Мы получили как бы множество цилиндрических конденсаторов, соединенных параллельно (сумма их емкостей есть емкость рулона).

Пронумеруем цилиндрические конденсаторы (кратко — конденсаторы), начиная с внутреннего (радиус которого ): , , , .

Выберем -й конденсатор с внутренним радиусом и, используя результат решения предыдущей задачи , запишем его емкость

Так как , разложим логарифм в ряд до первого члена

Тогда емкость одного конденсатора для этой задачи переписывается:

Заметим, что можно записать и короче

где есть длина окружности основания, накотором стоит -й конденсатор.

Емкость рулона:

откуда в силу равенства следует

Примечание: альтернативное решение в аналогичной постановке опубликовано в [1].

У Савченко ответ другой: .

В этом решении считаем, что Савченко под подразумевал именно внутренний радиус рулона.

Литература

[1] "Принципы и практика решения задач по общей физике". Ч.2: Электромагнетизм. А.Н. Паршаков. Изд. 2010 г (стр.104–107).

[2] С. М. Козел. Парадоксы плоского конденсатора. «Квант», 1985, №8.

Ответ