Определить емкость сферического конденсатора, заполненного двухслойным диэлектриком, и проводимость его изоляции, если удельная проводимость первого слоя
σ1=3,5∙10-3Смм, а второго σ2=5∙10-2Смм
a=0,005м, c =0,015м, b=0,2 м, ε1 =1,5, ε2 =3
Решение
Емкость сферического конденсатора с двухслойным диэлектриком можно определить и по такой формуле
С=С1∙С2С1+С2
где С1 – емкость сферического конденсатора с однослойным диэлектриком с радиусами обкладок a и c и диэлектрической проницаемостью диэлектрика ε1, равной диэлектрической проницаемости первого слоя; С2 – емкость сферического конденсатора с однослойным диэлектриком с радиусами обкладок c и b и диэлектрической проницаемостью диэлектрика ε2, равной диэлектрической проницаемости второго слоя.
Eмкость сферического конденсатора с однослойным диэлектриком определяется на основе соотношения
С1=4πε0ε1acc-a=4∙3,14∙8,85∙10-12∙1,5∙0,005∙0,0150,015-0,005=12,5∙10-12Ф==12,5пФ
С2=4πε0ε2bcc-a=4∙3,14∙8,85∙10-12∙3∙0,2∙0,0150,2-0,015=5,4∙10-12Ф==5,4пФ
Тогда
С=12,5∙5,412,5+5,4=3,8пФ
Удельная проводимость изоляции первого слоя равна
g1=πσ1ln(c-aa)=3,14∙3,5∙10-3ln(0,015-0,0050,005)=15,85∙10-3Смм
Удельная проводимость изоляции второго слоя равна
g2=πσ2ln(b-cb)=3,14∙5∙10-2ln(0,2-0,0150,2)=62,49∙10-3Смм
Удельная проводимость сферического конденсатора равна
g=g1+g2=78,35∙10-3Смм