Электрическая емкость проводника это

Электрическая емкость проводника это

1.Электроёмкость уединенного проводника

Определение: Электроемкостью уединенного проводника называется мера его способности удерживать электрический заряд.

Емкость проводника не зависит ни от заряда, ни от потенциала. Она зависит от геометрии проводника (размеры, форма), от свойств среды (диэлектрическая проницаемость), от расположения заряженных тел.

Емкость не зависит от внутреннего устройства проводника.

2.Единица измерения ёмкости

Определение: 1 Фарад – единица СИ электроёмкости, равная емкости такого уединенного проводника, который при сообщении ему заряда 1 Кулон изменяет свой потенциал на 1 Вольт.

3.Конденсатор

Определение: Конденсатором называется устройство, предназначенное для получения больших величин электроёмкости.

Конденсатор состоит из двух проводников, которые называются обкладками. Обычно они расположены таким образом, что поле сосредоточено между ними. Одна обкладка заряжена положительно, другая – отрицательно. Ёмкостью конденсатора называется величина

где Q – заряд положительной обкладки; Dφ – разность или изменение потенциалов между обкладками.

Пространство между обкладками может быть заполнено диэлектриком, следовательно, напряженность поля в e раз меньше, разность потенциалов в e раз меньше, а ёмкость в e раз больше. Поэтому, ёмкость конденсатора с диэлектриком можно записать, как

где

C – емкость вакуумного конденсатора.

В дальнейшем мы будем говорить только о вакуумных конденсаторах.

4.Ёмкость плоского конденсатора

Плоским конденсатором называется две бесконечно большие разноименные пластины.



Очевидно, что

5.Сферический конденсатор

Сферический конденсатор – это две разноименно заряженные концентрические сферы.



Если считать внешнюю сферу бесконечно большой, то можно определить ёмкость уединенного шара.

Еденица электроемкости — фарад (Ф) .

Сообщенный проводнику заряд Q распределяется по его поверхности так, что напряженность поля внутри проводника равна нулю. Если проводнику сообщить такой же заряд Q, то он распределится по поверхности проводника. Отсюда следует, что потенциал проводника пропорционален находящемуся на нем заряду (Q = Cfi).

Рассмотрим уединенный проводник, удаленный от других проводников, тел и зарядов. Если на него подать какой-либо заряд, то проводник будет обладать неким потенциалом. Опыт показывает, что разные проводники, будучи одинаково заряженными, имеют различные потенциалы, зависящие от геометрии проводника. Если проводнику сообщить заряд q, то он распределится по поверхности так, что напряженность поля внутри проводника окажется равной нулю. Зная распределение заряда, можно с помощью принципа суперпозиции найти потенциал и напряженность поля в любой точке.

Если поместить на этот же проводник вдвое больший заряд, то он распределится по поверхности проводника точно так же, причем заряды в любой точке поверхности возрастут вдвое. При этом и потенциал в каждой точке возрастет пропорционально заряду проводника, так что потенциал пропорционален заряду. Поэтому для уединенного проводника можно ввести понятие электрической емкости (или просто емкости) проводника как отношение заряда на проводнике к его потенциалу:

Емкость — это скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрические заряды. Так как заряды распределяются на внешней поверхности проводника, то емкость зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния и наличия полостей внутри проводника. Единицей емкости в СИ является фарад (Ф): 1 фарад — это емкость проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда 1 Кл.

Так, потенциал уединенной сферы (и шара) радиуса г в соответствии

с формулой (17.26) равен ф =-. Отсюда по определению можно най-

ти емкость уединенного шара в вакууме как

В диэлектрике поле ослабляется в е раз. Пропорционально уменьшаются напряженность поля и потенциал:

так что емкость уединенного шара в диэлектрике равна

Несложно посчитать, что емкостью в 1 Ф обладает в вакууме уединенный шар, имеющий радиус 10 млн км, а емкость шарообразной Земли по той же формуле составляет всего 0,7 мФ. Так что фарад — большая величина, поэтому чаще используют микрофарады, нанофарады, пикофарады.

Приведем еще один пример. Если считать емкость тела человека равной емкости электропроводящего шара того же объема, то, как несложно показать, ее можно оценить в величину порядка 10 11 Ф.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector