Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля

Электроемкость уединенного проводника

Уединенный проводник – проводник, вблизи которого нет других тел, способных повлиять на распределение зарядов на нем.

Сообщим проводнику заряд q. Он распределится по поверхности так, что внутри Е = 0. Если сообщить дополнительный заряд такой же величины, то второй заряд распределится таким же образом, иначе . Значит, отношение поверхностных плотностей зарядов любых двух точек поверхности проводника - величина постоянная при любых зарядах, сообщенных проводнику.

s~ q и Е = σ / ε₀. => Е ~ σ ~ q.

=> ; , где φ – потенциал проводника. Отсюда, φ ~ Е ~ q.

Следовательно, не зависит от заряда q. электроемкость уединенного проводника.

У диэлектриков нет электроемкости, так как они не являются эквипотенциальными телами.

Пример: Электроемкость уединенного проводника (шара) радиусом R

Поле вне шара:

.

Электроемкость проводника зависит формы и размеров, а также свойств окружающей среды (ε).

Конденсаторы

В поле проводника помещаем металлическую пластину. Индуцируются заряды. Поле, создаваемое зарядом проводника понизится, понизится и потенциал проводника.

С=q / φувеличится.

В поле заряженного проводника диэлектрик поляризуется, что приводит к тому, что потенциал проводника уменьшается, а его емкость увеличивается.

Конденсатор – система из двух проводников, слоя диэлектрика, продольные размеры которых много больше расстояния между ними.

Проводники называются обкладками конденсатора. Конденсаторы конструируют таким образом, чтобы поле было сосредоточено между обкладками.

В этом случае на емкость конденсатора не оказывают влияния окружающие тела. При зарядке конденсатора от электрической машины процесс происходит так, как если бы некоторый заряд был перенесен с одной обкладки на другую. Модуль заряда, который необходимо перенести с одной обкладки на другую, чтобы зарядить одну из них отрицательно, а другую положительно, называется зарядом конденсатора.

Конструктивно конденсаторы бывают плоские, цилиндрические, сферические.

Дата добавления: 2014-01-20