Каким может быть минимальный радиус шара электростатического генератора, чтобы его можно было зарядить до потенциала φ = 39 кВ без возникновения разряда в воздухе? Пробой в воздухе при нормальном атмосферном давлении возникает при напряженности поля Е = 3 МВ/м. ответ запишите в миллиметрах, округлив до единиц.

4fftdfghnhrgsgfdthnfd5tegbdst

Объяснение:

Для того чтобы ответить на данный вопрос, необходимо знать формулу для электрического поля и условие для пробоя воздуха.

Формула для электрического поля E вокруг точечного заряда:

E = k * q / r^2,

где E - напряженность поля, k - постоянная Кулона, q - заряд, r - расстояние от заряда до точки, где измеряется поле.

Условие для пробоя воздуха:

E >= Eп,

где Eп - напряженность поля, при которой происходит пробой воздуха.

В задаче дано значение напряженности поля Eп = 3 МВ/м.

Также в задаче дано значение потенциала φ = 39 кВ. Потенциал связан с напряженностью поля следующим образом:

φ = E * r,

где φ - потенциал, E - напряженность поля, r - расстояние от точки до точечного заряда.

Мы можем найти заряд q, используя формулу для потенциала и значение потенциала из условия:

φ = E * r,

39 кВ = 3 МВ/м * r.

Переведем значения в базовые единицы:

39 * 10^3 В = 3 * 10^6 В/м * r.

Распишем формулу для электрического поля и подставим найденное значение:

E = k * q / r^2,

3 * 10^6 В/м = (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2) * q / r^2.

Мы хотим найти минимальное значение радиуса r, чтобы не возникал разряд в воздухе. Это значит, что E должно быть меньше или равно Eп:

E <= Eп,

3 * 10^6 В/м <= 3 МВ/м.

Теперь мы можем решить полученное неравенство:
3 * 10^6 В/м <= 3 МВ/м.

Переведем оба значения в одни и те же единицы:

3 * 10^6 В/м = 3 * 10^3 кВ/м,
3 МВ/м = 3 * 10^3 кВ/м.

Таким образом, условие для пробоя воздуха в нашей задаче будет:

3 * 10^3 кВ/м <= 3 * 10^3 кВ/м.

Это неравенство всегда выполняется, так как оба значения равны. Это означает, что для любого значения радиуса r, начиная с нуля, напряженность поля E будет меньше, чем Eп.

Ответ:

Минимальный радиус шара электростатического генератора может быть любым, так как для любого значения радиуса r, начиная с нуля, напряженность поля E будет меньше, чем Eп.