17. Поняття електроємності.

1-й дослід. За допомогою пробної кульки з електрофорної машини переносять на кожну з куль рівну кількість електрики. За показання­ми електрометрів роблять висновок, що потенціал малої кулі з кожною порцією перенесеного заряду збільшувався швидше й досяг більшої ве­личини, ніж у великої . Це відбувається подібно до того, як рівень рідини у вузькій циліндровій посудині підвищується швидше й досягає більшої висоти, ніж у широкій, у разі наливання в них одна­кової кількості рідини.

2-й дослід. Заряджені кулі з'єднують провідником. Із показань елек­трометрів видно, що потенціали куль стали рівними. Після з'єднання відбулося переміщення заряду в бік зниження потенціалу, тобто від малої кулі до великої, поки потенціали не вирівнялись. Отже, тепер на кулях заряди не рівні; у великої кулі заряд більший, ніж у малої.

Це аналогічно явищу, яке відбувається під час з'єднання двох посу­дин із різним поперечним перерізом, у яких однакові рідини спочатку перебувають на різній висоті, а потім у разі з'єднання вирівнюються.

Проведені досліди показують, що у кожного провідника потенціал змінюється пропорційно заряду, а відношення заряду до потенціалу для даного провідника — величина стала, залежна від його розмірів і форми, й називається електроємністю провідника:

У кожній із посудин висота змінюється пропорційно об'єму налитої рідини, але відношення об'єму рідини до висоти також є величиною сталою, що характеризує властивість посудини — її ємність — і дорів­нює площі її поперечного перерізу:

Отже, електроємністю відокремленого провідника ми називатиме­мо величину, яка дорівнює відношенню заряду, наданого провіднику, до його потенціалу.

Одиниці електроємності.

Одиницею електроємності в СІ є:

На честь англійського фізика М. Фарадея ця одиниця названа фарадом.

1 фарад — ємність провідника, у якого зміна заряду на 1 Кл викли­кає зміну потенціалу на 1 В.

Через те що заряд у 1 Кл дуже великий, ємність 1 Ф дуже велика. Тому на практиці часто використовують частинки цієї одиниці:

1 мкФ = 10 ⁶ Ф ;

1 пф = 10 ¹² Ф

18. Конденсатори.

Приєднавши до одного з електрометрів замість кулі металевий диск, заряджають його так само, як і в першому досліді, й іще раз спостерігають, що із збільшенням заряду на диску пропор­ційно збільшується також його потенціал. Далі беруть другий диск, заземляють його та, розташувавши паралельно першому, зменшують відстань між дисками. При цьому стрілка електрометра показує змен­шення потенціалу.

Зближуючи диски до відстані, що трохи перевищує товщину наяв­ної пластини з діелектрика, вставляють її в зазор між дисками. Елект­рометр знов показує ще більше зменшення потенціалу. У разі віддалення пластини потенціал відновлюється до колишньої величини.

Цей дослід показує, що електроємність залежить не тільки від розмі­рів і форми провідника. Вона збільшується в разі наближення іншого провідника, а також у разі збільшення діелектричної проникності се­редовища.

Конденсатор — два провідники, що мають рівні й протилежні за знаком заряди, причому конфігурація провідників є такою, що поле, ними створюване, зосереджене в основному між провідниками.

Під електричною ємністю конденсатора розуміють фізичну величи­ну, яка дорівнює відношенню заряду, накопиченого в конденсаторі, до різниці потенціалів між його обкладками:

Чим більша ємність, тим більший заряд можна помістити на обкладки конденсатора за тієї ж різниці потенціалів між ними. Значить електроємність характеризує здатність двох провідників накопичувати електричний заряд.