1.6. Конденсаторы
1.6.1. Электрическая емкость
При сообщении проводнику заряда на его поверхности появляется потенциал φ, но если этот же заряд сообщить другому проводнику, то потенциал будет другой. Это зависит от геометрических параметров проводника. Но в любом случае потенциал φ пропорционален заряду q:
q = Сφ. (1.6.1)
Коэффициент пропорциональности С называют электроемкостью - физическая величина, численно равная заряду, который необходимо сообщить проводнику для того, чтобы изменить его потенциал на единицу:
С = q/φ. (1.6.2)
Единица измерения емкости в СИ - фарада; 1 Ф = 1 Кл/1 В. Если потенциал поверхности шара
...
то
...
По этой формуле можно рассчитать емкость Земли. Если диэлектрическая проницаемость среды ε = 1 (воздух, вакуум) и R = RЗемли, то
имеем, что ... Ф, или 700 мкФ.
Чаще на практике используют более мелкие единицы емкости: 1 нФ (нанофарада) = 10-9 Ф и 1 пкФ (пикофарада) = 10-12 Ф.
Необходимость в устройствах, накапливающих заряд, есть, а уединенные проводники обладают малой емкостью. Опытным путем было обнаружено, что электроемкость проводника увеличивается, если к нему поднести другой проводник, за счет явления электростатической индукции.
Конденсатор - это устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Состоит из двух проводников в форме пластин, называемых обкладками, разделенных диэлектриком. Толщина диэлектрика мала по сравнению с размерами пластин (рис.1.6.1).
|