Емкость конденсаторов различной геометрической конфигурации

Коэффициент электростатической емкости. Конденсаторы.

Учебники и учебные пособия

Нормативные правовые акты

1. Конституция Российской Федерации. Принята на референдуме 12 декабря 1993 года. – М., 1994.

2. Федеральный закон Об информации, информационных технологиях и о защите информации от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ//Собрание Законодательства РФ….

3. Федеральный закон О средствах массовой информации

4. Федеральный закон О рекламе

5. Федеральный закон О политических партиях

1. Бориснёв, С. В. Социология коммуникации: Учеб. пособие / С. В. Бориснёв. – М., 2003. – 270 c.

2. Комаровский, В.С. Государственная служба и СМИ: (курс лекций) / В. С. Комаровский. – Воронеж, 2003. – 310 c.

3. Назайкин, А. Н. Рекламная деятельность газет и журналов: Практическое пособие / А. Н. Назайкин. – М., 2002. – 203 c.

1. Ольшевский, А. С. Антикризисный РR и консалтинг / А.С. Ольшевский. – СПб., 2003. - 426 c.
2. Панарин, И. Н. Информационная война и выборы / И.Н. Панарин. – М., 2003. – 411c.

6. Политология. Учеб. / Под ред. В.А. Ачкасова и В.А. Гуторова. – М., 2006. – 691 с.

1. Почепцов, Г. Г. Информационно-политические технологии / Г.Г. Почепцов. – М., 2003. – 381 c.
2. Русаков, А.Ю. Связи с общественностью в органах государственной власти: Учеб. Пособие / А.Ю. Русаков. – СПб., 2006. – 218 c.

Дополнительная литература:

1. Война по правилам и без…: Технологии изготовления предвыборных миражей: Учеб. / Авт.-сост. А. А. Максимов. - М., 2003. - 318 c.
2. Коновченко, С. В. Общество – средства массовой информации – власть: В 2-х ч.: Учеб. пособие. Ч.1: Средства массовой информации в системе государственного и муниципального управления / С.В.Коновченко. – Ростов-на-Дону: СКАГС, 2001. – 207 c.
3. Кудинов, О.П. Основы организации и проведения избирательных кампаний в регионах России: Теории, методы, технологии, практика / О. П. Кудинов. – Калининград, 2000. – 468 c.
4. Муратов, С. А. ТВ-эволюция нетерпимости (история и конфликты представлений) – М., 2001. – 238 c.
5. Ольшанский Д.В. Политический консалтинг. Учеб. пособие / Д.В. Ольшанский, В.Ф. Пеньков. – СПб., 2005. – С. 189 – 217; 219 – 274.
6. Связи с общественностью в политике и государственном управлении / Под общ. Ред. В.С. Комаровского. – М.: РАГС, 2001.
7. Федотов, М. А. Право массовой информации в Российской Федерации / М.А.Федотов. - М., 2002. – 623 c.

Рассмотрим уединенный проводник, т.е. проводник, который удален от других проводников, тел и зарядов. Его потенциал прямо пропорционален заряду проводника. Из опыта следует, что разные проводники, будучи одинаково заряженными, принимают различные потенциалы. Поэтому для уединенного проводника можно записать .

Определение: Величину

(8.11.1.)

называют электроемкостью (или просто емкостью) уединенного проводника.

Емкость уединенного проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу.

Емкость проводника зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри проводника. Это связано с тем, что избыточные заряды распределяются на внешней поверхности проводника. Емкость не зависит также ни от заряда проводника, ни от его потенциала. Сказанное не противоречит формуле (8.11.1.), так как она лишь показывает, что емкость уединенного проводника прямо пропорциональна его заряду и обратно пропорциональна потенциалу.

Единица электроемкости - фарад (Ф): 1 Ф - емкость такого уединенного проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда в 1 Кл.

Согласно формуле , потенциал уединенного шара радиуса R, находящегося в однородной среде с диэлектрической проницаемостью , равен

. (8.11.2.)

Используя формулу (8.11.1.), получим, что емкость шара

. (8.11.3.)

Для того, чтобы проводник обладал большой емкостью, он должен иметь очень большие размеры. На практике, однако, необходимы устройства, обладающие способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды, иными словами, обладать большой емкостью. Эти устройства получили название конденсаторов.

Если к заряженному проводнику приближать другие тела, то на них возникают индуцированные (на проводнике) или связанные (на диэлектрике) заряды, причем ближайшими к наводящему заряду q будут заряды противоположного знака. Эти заряды, естественно, ослабляют поле, создаваемое зарядом q, т.е. понижают потенциал проводника, что приводит (см.(8.11.1.)) к повышению его электроемкости.

Определение: Конденсатор - устройство, состоящее из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком.

На емкость конденсатора не должны оказывать влияния окружающие тела, поэтому проводникам придают такую форму, чтобы поле, создаваемое накапливаемыми зарядами, было сосредоточено в узком зазоре между обкладками конденсатора. Этому условию удовлетворяют: 1) две плоские пластины; 2) два коаксиальных цилиндра; 3) две концентрические сферы. Поэтому в зависимости от формы обкладок конденсаторы делятся на плоские, цилиндрические и сферические.

Так как поле сосредоточено внутри конденсатора, то линии напряженности начинаются на одной обкладке и кончаются на другой, поэтому свободные заряды, возникающие на разных обкладках, являются равными по модулю разноименными зарядами.

Определение: Емкость конденсатора - это физическая величина, равная отношению заряда q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов () между его обкладками:

. (8.11.4.)

Рассчитаем емкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга и имеющих заряды +q и -q. Если расстояние между пластинами мало по сравнению с их линейными размерами, то краевыми эффектами можно пренебречь и поле между обкладками считать однородным. Его можно рассчитать используя формулы и (8.11.4.). При наличии диэлектрика между обкладками разность потенциалов между ними, согласно формуле ,

, (8.11.5.)

где - диэлектрическая проницаемость.

Тогда из формулы (8.11.4.), заменяя q=, с учетом (8.11.5.) получим выражение для емкости плоского конденсатора:

. (8.11.6.)

Для определения емкости цилиндрического конденсатора, состоящего из двух полых коаксиальных цилиндров с радиусами и (>), вставленных один в другой, опять пренебрегая краевыми эффектами, считаем поле радиально-симметричным и сосредоточенным между цилиндрическими обкладками. Разность потенциалов между обкладками вычислим по формуле для поля равномерно заряженного бесконечного цилиндра с линейной плотностью (l - длина обкладок). С учетом наличия диэлектрика между обкладками

. (8.11.7.)

Подставив (8.11.7.) в (8.11.4.), получим выражение для емкости цилиндрического конденсатора:

. (8.11.8.)

Для определения емкости сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических обкладок, разделенных сферическим слоем диэлектрика, используем формулу для разности потенциалов между двумя точками, лежащими на расстояниях и (>) от центра заряженной сферической поверхности. С учетом наличия диэлектрика между обкладками

. (8.11.9)

Подставив (8.11.9.) в (8.11.4.), получим

. (8.11.10.)

Для увеличения емкости и варьирования ее возможных значений конденсаторы соединяют в батареи, при этом используется их параллельное и последовательное соединение.

1. Параллельное соединение конденсаторов (рис.16). У параллельно соединенных конденсаторов разность потенциалов на обкладках конденсаторов одинакова и равна . Если емкости отдельных конденсаторов , , …, , то, согласно (8.11.4.), их заряды равны

, ,................ ,

а заряд батареи конденсаторов

.

Полная емкость батареи ,

т.е. при параллельном соединении конденсаторов она равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

Рис.16.

2. Последовательное соединение конденсаторов (рис.17). У последовательно соединенных конденсаторов заряды всех обкладок равны по модулю, а разность потенциалов на зажимах батареи

,

где для любого из рассматриваемых конденсаторов .

С другой стороны, , откуда ,

т.е. при последовательном соединении конденсаторов суммируются величины, обратные емкостям. Таким образом, при последовательном соединении конденсаторов результирующая емкость С всегда меньше наименьшей емкости, используемой в батарее.

Рис.17

Дата добавления: 2014-01-07