10. Емкость уединенного проводника. Конденсаторы

Электрическая емкость характеризует способность тела или системы тел накапливать электрические заряды, запасая таким образом энергию электрического поля. Емкость определяют как отношение заряда уединенного проводящего тела к его потенциалу(при условии, что точка, в которой потенциал принимается равным нулю, лежит в бесконечности): С = q/U, а емкость двух проводящих тел, разделенных диэлектриком и заряженных равными по значению и противоположными по знаку зарядами – как отношение абсолютного значения заряда к разности потенциалов этих тел: С=q/(U₁ – U₂). Емкость зависит от геометрических размеров, конфигурации, диэлектрической проницаемости диэлектрика и взаимного расположения тел. Емкость измеряется в Фарадах (Ф). Конденсатор представляет собой систему из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Проводники наз. обкладками конденсатора. Если заряды пластин конденсатора одинаковы по модулю и противоположны по знаку, то под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из его обкладок. Емкость плоского конденсатора с однослойным диэлектриком равна: С = (eS)/d, где S – площадь каждой пластины; d – расстояние между пластинами. Частичной емкостью называется емкость между двумя проводниками, входящими в систему проводников. Эквивалентная емкость (рабочая) – емкость между двумя проводниками, входящими в систему проводников, учитывающая частичные емкости между парой проводов системы.

11. Дипольный момент непрерывного распределения зарядов.

Дипольный момент — векторная физическая величина, характеризующая, наряду с суммарным зарядом, электрические свойства системы заряженных частиц (распределения зарядов) в смысле создаваемого ею поля и действия на нее внешних полей. Простейшая система зарядов, имеющая определенный (не зависящий от выбора начала координат) ненулевой дипольный момент — это диполь (две точечные частицы с одинаковыми по величине разноимёнными зарядами). Дипольный момент такой системы по модулю равен произведению величины положительного заряда на расстояние между зарядами и направлен от отрицательного заряда к положительному, или: — где q — величина положительного заряда,   — вектор с началом в отрицательном заряде и концом в положительном. Для системы из N частиц электрический дипольный момент равен где   — заряд частицы с номером   а   — её радиус-вектор;

Электрический дипольный момент нейтральной системы зарядов не зависит от выбора начала координат, а определяется относительным расположением (и величинами) зарядов в системе. Дипольный момент аддитивен (дипольный момент наложения нескольких систем зарядов равен просто векторной сумме их дипольных моментов). Физический и вычислительный смысл дипольного момента состоит в том, что он дает поправки первого порядка в положение каждого заряда системы по отношению к началу координат. Во внешнем электрическом поле   на электрический диполь действует момент сил   который стремится повернуть его так, чтобы дипольный момент развернулся вдоль направления поля. Потенциальная энергия электрического диполя в электрическом поле равна  . Со стороны неоднородного поля на диполь действует сила (в первом приближении):