Задача 1: ионизация газов, ток насыщения и конденсатор

Рентгеновские лучи образуют в 1 см³ газа 12,5×10⁶ пар ионов за 1 с. Между пластинами плоского конденсатора площадью по 100 см² при этих условиях ток насыщения 1×10⁻¹⁰ A. Каково расстояние между пластинами конденсатора?

Эта задача была размещена посетителями в разделе Решаем вместе 23 мая 2007 года.

Решение:

Плотность тока насыщения в газе j_н определяется формулой

j_н = Nqd    (1),

где N — число пар ионов, созданных рентгеновскими лучами в единице объема в единицу времени, d — расстояние между пластинами.

Сила тока J и плотность тока S связаны соотношением J = I/S, тогда

jн =	Iн	(2).
	S

Приравняем правые части уравнений (1) и (2):

Iн	= Nqd,   откуда
S

d =	Iн
	SNq

После вычислений

d = 1?10⁻¹⁰ A/(100?10⁻⁴ м²?12,5?10¹²?1,6?10⁻¹⁹ Кл) = 5?10⁻³ м = 5 мм.

Ответ: расстояние между пластинами конденсатора равно 5 мм.

Примечание: взят заряд однозарядного иона e = 1,6×10⁻¹⁹ Кл и в 1 м³ образуется  12,5×10¹² пар ионов за 1 c.

Далее: плотность энергии поля конденсатора   [тема: конденсаторы и электроемкость]

---