ЭлектроемкостьНапряженность однородного электрического поля, с учетом связи напряженности и потенциала (табл.9.1), равна , (17.3) где (17.4) - разность потенциалов между двумя разноименно заряженными бесконечными плоскостями. Систему двух разноименно заряженных проводников называют конденсатором, а каждый проводник - обкладкой. Тогда величину U можно назвать падением напряжения на обкладках конденсатора. Поле внутри плоского конденсатора, образованного двумя плоскостями (пластинами) можно считать однородным - вдали от краев пластин. Напряжение U (падение напряжения) численно равно работе, необходимой для переноса единицы заряда с одной пластины на другую: (17.5) Пропорциональность соблюдается для любых двух разноименно заряженных проводников в пространстве. Обычно записывают: Q = С· U (17.6) где С называют электроемкостью. Величина электроемкости С численно равна заряду, сообщение которого проводнику повышает его потенциал на единицу. Понятие электроемкости применимо только к проводникам, так как все точки проводника имеют один и тот же потенциал (С = - величина постоянная для данного проводника). Емкость плоского конденсатора (с диэлектриком, характеризующимся диэлектрической проницаемостью ) равна ,(17.7) где S – площадь пластины конденсатора, d – расстояние между пластинами. Емкость цилиндрического конденсатора, образованного двумя цилиндрами радиусами, соответственно, R1 и R2, с диэлектриком, характеризующимся диэлектрической проницаемостью , равна (в пересчете на единицу длины цилиндров) (17.8) Иногда говорят о емкости уединенного проводника. Так, емкость сферы равна (17.8*) (Фактически, вторая обкладка - это сфера бесконечного радиуса). Емкость уединенного проводника зависит от его формы и размеров и не зависит от ни от материала проводника, ни от его агрегатного состояния, ни от формы и размеров возможных полостей внутри проводника, так как избыточные заряды распределены только на внешней поверхности проводника. Единица емкости в СИ: Кулон/Вольт = Фарада. При последовательном соединении конденсаторов (разноименными пластинами) емкость системы конденсаторов будет равна
так как заряды на каждом конденсаторе равны между собой , а падение напряжения на системе конденсаторов равно сумме падений напряжения на каждом конденсаторе: .
пластинами)
емкость системы конденсаторов будет равна
так как падение напряжения на каждом конденсаторе одинаково , а заряд системы конденсаторов равен сумме зарядов на каждом конденсаторе: .
|