Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника

Потенциал уединенного проводника прямо пропорционален заряду проводника: Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru . Отсюда: Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru . Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru - электроемкость проводника (или просто емкость) – некоторая константа для конкретного проводника. Размерность Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru 1Ф (фарада).

Электроемкость уединенного проводника не зависитот материала, массы, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри проводника. Емкость не зависит ни от заряда, ни от потенциала.

Для уединенного шара радиусом R находящегося в однородной среде с диэлектрической проницаемостью Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru потенциал: Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru электроемкость шара: Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru .

Из последней формулы следует, что размерность Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru , а электроемкостью в 1Ф обладает находящийся в вакууме шар радиусом Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru » 9 × 106км, что в 23 раза больше расстояния от Земли до Луны.

Так как 1Ф – очень большая величина, то на практике используются дольные единицы 1 мкФ = 10-6Ф, 1нФ = 10-9Ф, 1пФ = 10-12Ф.

Если приближать к заряженному проводнику другие тела, то на них возникают индуцированные (на проводнике) и связанные (на диэлектрике) заряды. Эти заряды ослабляют поле, создаваемое зарядом Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru , т.е. понижают потенциал проводника, что приводит к повышению его электроемкости Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru .

Таким образом, электроемкость проводника зависит:

1) От формы и площади поверхности проводника.

2) От свойств окружающей среды. Чем выше относительная диэлектрическая проницаемость среды Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru , тем больше электроемкость.

3) От расположения вблизи него других проводников. Чем ближе располагаются другие проводники, тем больше электроемкость.

Конденсаторы

В радиоэлектронных приборах применяются конденсаторы - устройства для накопления электрического заряда и электрической энергии. Электроемкость конденсаторов имеет определенную величину. Она указывается на корпусе конденсатора.

Для создания конденсатора определенной электроемкости нужно взять 2 проводника, расположить их как можно ближе друг к другу,

а между ними поместить диэлектрик. Электризовать эти проводники следует разноименно, т.к. взаимное притяжение зарядов на проводниках будет способствовать накоплению большего заряда. Диэлектрик, во-первых, увеличивает электроемкость, а, во-вторых, не дает зарядам перескочить с одного проводника на другой. Поэтому диэлектрическая проницаемость и электрическая прочность на пробой у диэлектрика должны быть очень высокими.

Два проводника, на которых накапливаются заряды, называются обкладками конденсатора. Накопление зарядов на обкладках называется зарядкой конденсатора.Заряд Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru конденсатора равен количеству электричества, находящегося на однойиз обкладок конденсатора. Электроемкость конденсатора Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru , где

Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru - потенциал одной из обкладок, а Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru - потенциал второй обкладки.

 
  Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru

Разность потенциалов Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru - Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru — называется напряжением Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru .

При изготовлении конденсатора диэлектрик рассчитывается на определенное рабочее напряжение ( Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru ). Если напряжение на конденсаторе Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru , то диэлектрик пробивается и к дальнейшему использованию этот конденсатор не пригоден.

Поле, создаваемое накапливаемыми зарядами, должно быть сосредоточено в узком зазоре между обкладками. Этому условию удовлетворя­ют:

1) две плоские пластины;

2) два коаксиальных цилиндра;

3) две концентрические сферы.

Поэтому в зависимости от формы обкладок конденсаторы делятся на плоские, цилиндрические и сферические.

Электроемкость плоского конденсатора Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru , где Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru – площадь одной из обкладок конденсатора, Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru – толщина диэлектрика.

Емкость цилиндрического конденсатора Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru , где

Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru — длина обкладок;

г2 — радиус внешней обкладки;

r1 — радиус внутренней обкладки.

Электроемкость сферического конденсатора Электрическая емкость. Электрическая емкость уединенного проводника - student2.ru , где r1 и r2 – радиусы сфер, причем r2 > r1.

Наши рекомендации