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.
Определение: 1 Фарад – единица СИ электроёмкости, равная емкости такого уединенного проводника, который при сообщении ему заряда 1 Кулон изменяет свой потенциал на 1 Вольт. |
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
гдеC0 – емкость вакуумного конденсатора.
В дальнейшем мы будем говорить только о вакуумных конденсаторах.
Плоским конденсатором называется две бесконечно большие разноименные пластины.
Очевидно, что
Сферический конденсатор – это две разноименно заряженные концентрические сферы.
Если считать внешнюю сферу бесконечно большой, то можно определить ёмкость уединенного шара.
Емкость земного шара
Если радиусы сфер близки друг к другу.
Если радиусы цилиндров близки друг другу
Схема |
Параллельное соединение |
Последовательное соединение |
Схема |
||
Заряд |
q-одинаков |
|
Напряжение |
U = одинаково |
|
Ёмкость |
Для реального конденсатора поле не полностью сосредоточено между обкладками На краях пластины наблюдается дополнительная концентрация заряда, что приводит к увеличению емкости. Если пластины представляют собой окружности радиуса R, то емкость вычисляется по формуле Кирхгофа, полученной при R>>d. (Ландау, т.8 стр. 38).