Електроємність. Одиниці електроємності. Конденсатор
Припустіть, за якої умови можна накопичити на провідниках великий електричний заряд.
При електризації двох провідників між ними з’являється електричне поле і виникає різниця потенціалів (напруга). Зі збільшенням заряду провідників електричне поле між ними посилюється.
У сильному електричному полі можливий так званий пробою діелектрика: між провідниками проскакує іскра, і вони розряджаються. Чим менше збільшується напруга і відповідно напруженість поля між провідниками зі збільшенням їх зарядів, тим більший заряд можна на них накопичити.
Запам’ятай
Фізична величина, що характеризує здатність провідників накопичувати електричний заряд, називається електроємна.
Напруга U між двома провідниками пропорційно електричним зарядам, які знаходяться на провідниках (на одному + q, а на іншому – q). Дійсно, якщо заряди подвоїти, то напруженість електричного поля стане в 2 рази більше, відповідно в 2 рази збільшиться і робота, що здійснюються полем при переміщенні заряду з однієї точки поля в іншу, т. Е. В 2 рази збільшиться напруга. Тому
Важливо
відношення заряду q одного з провідників до різниці потенціалів між провідниками не залежить від заряду. Воно визначається геометричними розмірами провідників, їх формою і взаємним розташуванням, а також електричними властивостями навколишнього середовища.
Це дозволяє ввести поняття електроємності двох провідників.
Електроємність відокремленого провідника дорівнює відношенню заряду провідника до його потенціалу, якщо всі інші провідники нескінченно видалені і потенціал нескінченно видаленої точки дорівнює нулю.
Чим більше електроємність, тим більший заряд накопичується на провідниках при одному і тому ж напрузі. Звернемо увагу, що сама електроємність не залежить ні від повідомлених провідникам зарядів, ні від виникає між ними напруги.
Одиницею електроємності в СІ є фарад.
Важливо
1 фарад – це електроємність двох провідників в тому випадку, якщо при повідомленні їм зарядів +1 Кл і -1 Кл між ними виникає різниця потенціалів 1 В: 1 Ф = 1 Кл / В.
Через те що заряд в 1 Кл дуже великий, ємність 1 Ф виявляється дуже великий. Тому на практиці часто використовують частки цієї одиниці: мікрофарад (мкФ) – 10-6 Ф і пікофарад (пФ) – 10-12 Ф.
Конденсатор
Слово “конденсатор” в перекладі на російську мову означає “згущувач”. У даному випадку – “згущувач електричного поля”.
Конденсатор є два провідники, розділені шаром діелектрика, товщина якого мала в порівнянні з розмірами провідників.
Запам’ятай
Провідники конденсатора називаються обкладками.
Найпростіший плоский конденсатор складається з двох однакових паралельних пластин, що знаходяться на малій відстані один від одного (рис. 14.39).
Важливо
Якщо заряди пластин однакові по модулю і протилежні за знаком, то силові лінії електричного поля починаються на позитивно зарядженої обкладці конденсатора і закінчуються на негативно зарядженої. Тому майже все електричне поле зосереджено всередині конденсатора і однорідно.
Плоский конденсатор
Для зарядки конденсатора потрібно приєднати його обкладки до полюсів джерела напруги, наприклад до полюсів батареї акумуляторів. Можна також першим обкладку з’єднати з полюсом батареї, у якої другий полюс заземлений, а другу обкладку конденсатора заземлити. Тоді на заземленої обкладці залишиться заряд, протилежний за знаком і рівний по модулю заряду незазем – ленной обкладки. Такий же по модулю заряд піде в землю.
Заземлення провідників – це з’єднання їх з землею (дуже великим провідником) за допомогою металевих листів в землі, водопровідних труб і т. Д.
Важливо
Під зарядом конденсатора розуміють абсолютне значення заряду однієї з обкладок.
Електроємність конденсатора визначається формулою (14.22).
Електричні поля навколишніх тіл майже не проникають всередину конденсатора і не впливають на різницю потенціалів між його обкладками. Тому електроємність конденсатора практично не залежить від наявності поблизу нього будь-яких інших тіл.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)