Определить толщину воздушного слоя конденсатора емкостью C = 0,001 мкФ и площадь его пластин, если его номинальное напряжение Uном = 2 кВ должно быть в 2,5 раза меньше напряжения пробоя. Используя при тех же условиях в качестве диэлектрика стекло, определить его толщину и площадь пластин конденсатора

Электрическая прочность материалов (напряжение пробоя, напряженность поля пробоя) - это справочная величина.  
Напряжение пробоя материала на 1 мм толщины

Материал Епр, кВ/мм
Воздух сухой 2
Воздух влажный 0,1
Дерево сухое 4
Парафин 25
Плексиглас 18
Полистирол 30
Полиэтилен 40
Резина 20
Слюда 100
Стекло 25
Этиленвинилацетат = ЭВА =
сэвилен
33-35
Фарфор электротехнический 20
Фибра (картон) 5
Фторопласт-4 (Ф4, PTFE) 25
Эбонит 25

Как следует из таблицы, напряжение пробоя на 1 мм толщины воздуха составляет 2 кВ. По условию задачи напряжение пробоя конденсатора должно составлять 5 кВ. Тогда толщина воздушного диэлектрика (она же -  расстояние между пластинами) d=5/2=2,5 мм
Из формулы емкости плоского конденсатора, зная емкость и расстояние между пластинами, не представляет труда вычислить площадь пластин:

$C=\frac{\varepsilon_0\varepsilon S}{d}$

где  $C,\;\varepsilon_0, \varepsilon,\;S,\;d$  -  соответственно емкость, диэлектрическая постоянная, относительная диэлектрическая проницаемость материала (см.  таблицу ниже, площадь пластины, расстояние между пластинами.



Для стекла алгоритм такой же.

Комментарии