Вопрос №4 Электроёмкость.

Электроёмкостью уединенного проводника называется отношение заряда проводника к его потенциалу.

С = q / φ (3,1)

Уединенный проводник называется заряженное тело, которое расположено вдали от электрических полей или других заряженных тел.

Если сообщить телу какой-либо заряд, то его потенциал изменится.

Как показывает опыт (заряд тела пропорционален его потенциалу) Коэффициент пропорциональности С и есть электроёмкость уединенного проводника.

Емкость не зависит не от заряда проводника ни от его потенциала.

Определяется только формой, геометрическими размерами проводника, а также электрическими свойствами среды в которой находится проводник (диэлектрический потенциал среды).

Конденсатором называется система двух проводников разделенных тонким слоем диэлектрика. Проводники называются обкладками конденсатора.

В зависимости от формы обкладок различают конденсаторы:

• Плоские

• Цилиндрические

• Сферические

В зависимости от диэлектрика различаются на:

• Воздушные

• Парафиновые

• Масляные

• и т.д.

Обкладки конденсатора имеют равные по величине и противоположный по знаку заряд.

Ёмкостью конденсатора С – называется отношение заряда на одной из обкладок к разности потенциалов.

С = q / υ (3,2)

Конденсаторы можно присоединить к батарее.

Последовательным соединением конденсаторов называется такое их соединение при котором заряд на всех конденсаторах одинаков, а напряжение и на батарее одинаковое, напряжение складываются.

Условия:

1. q₁ = q₂ = … = q_n = q

2. U = U₁ + U₂ + … + U_n

q/c = q/c₁ + q/c₂ + … + q/c_n

1/c = 1/c₁ + 1/c₂ + … + 1/c_n (3,3)

Частный случай:

1. n = 2

C₁ * C₂ / (C₁ + C₂)

2. C₁ = C₂ = … = C₀ = C_n

C = C₀ / n

C - ёмкость батареи

C₀ – ёмкость отдельного конденсатора

Параллельным соединением конденсаторов называют такое соединение при котором напряжение на всех конденсаторах одинаково, а заряд батареи конденсаторов равен сумме зарядов отдельных конденсаторов.

Условия:

1. q= q₁ + q₂ + … + q_n

2. U = U₁ = U₂ = … = U_n

3. С = C₁ + C₂ + … + C_n – (3,4)

формула сложения ёмкостей при параллельном соединении конденсаторов

[ C ] = Кл / В = Ф – Фарад

Фарада слишком большая величина, поэтому используется

Мкф – микрофарад 1 Мкф = 10^-6 ф

Пкф – пикофарад 1 Пкф = 10^-12 ф

Ёмкость плоского конденсатора

С = ε₀ * ε * S / d

ε₀ – электрическая постоянная вакуума

ε – диэлектрическая проницаемость среды

S – площадь одной пластины конденсатора

d – расстояние между пластинами

Энергия заряженного конденсатора

Если конденсатор заряжен до определенного напряжения, то он обладает определенной энергией

Энергия электрического поля конденсатора определяется по следующим формулам

W_э = C * U² / 2 (3,5)

W_э = q² / 2 * С (3,6)

W_э = q * U / 2 (3,7)