Соединение конденсаторов

Если эквипотенциальную поверхность заменить проводящей, после чего отбросить часть поля, которую эта поверхность отделяет, то картина поля в оставшейся части не изменится. И наоборот, если картину поля дополнить фиктивными зарядами так, чтобы проводящую поверхность можно было заменить эквипотенциальной, то начальная картина поля не изменится.

Пример. Найдем силу притяжения точечного заряда к бесконечной проводящей плоскости. Для этого дополним картину ещё одним таким же зарядом, но противоположного знака, расположенным симметрично относительно плоскости. Тогда плоскость будет совпадать с эквипотенциальной поверхностью, поэтому плоскость можно отбросить и найти силу взаимодействия между зарядами: .

Энергия заряженного проводника.

Энергия уединённого заряженного проводника определяется как энергия системы зарядов . На проводнике , поэтому энергия уединенного проводника

.

Для системы заряженных проводников .

В частности для двух проводников, имеющих одинаковые по величине, но разные по знаку заряды q: .

Замечание. Величина разности потенциалов называется напряжением между телами.

Опыт показывает, что между зарядом уединённого проводника и его потенциалом существует линейная зависимость . Коэффициент пропорциональности С называется коэффициентом электрической ёмкости или электроёмкостью. Единица измерения электроёмкости – Фарад. .

Конденсатором называется система из двух проводников, заряженных одинаковыми по величине, но разными по знаку зарядами. Проводники называются обкладками конденсатора.

Электроёмкость конденсатора определяется по формуле .

Конденсатор условно обозначается .

Рассмотрим последовательное соединение двух конденсаторов С₁ и С₂. Точка А между конденсаторами отделена от остальной цепи, поэтому её электрический заряд изменится не может. Так как начальный заряд любой точки был равен нулю, то . Следовательно, заряды пластин конденсаторов, примыкающих к точке А, равны между собой по величине, но противоположны по знаку. Но так как величина заряда пластин равна заряду конденсаторов, то . Суммарный заряд точки А равен нулю, поэтому если отбросить эту точку вместе с пластинами, то в схеме ничего не изменится. Т.к. заряды крайних пластин тоже одинаковы по величине, но разные по знаку, то получившийся конденсатор будет иметь такой же по величине заряд.

Дата добавления: 2014-01-11