Электроемкость системы проводников. Конденсаторы

Уединенные проводники обычных размеров обладают очень маленькой емкостью, поэтому не могут накапливать достаточно большие заряды, а на практике очень часто необходимы источники достаточно больших зарядов. Если заряженный проводник будет находиться рядом с другим заряженным проводником, то за счет явлений электростатической индукции и поляризации, поля этих заряженных тел влияют друг на друга и в результате потенциалы проводников уменьшаются, а электроемкость их увеличивается.

Взаимной электроемкостью двух проводников - скалярная физическая величина, которая характеризует способность проводников накапливать заряды и численно равная заряду, который надо нанести на один из проводников, чтобы разность потенциалов между ними стала равна единице.

Электроемкость системы проводников зависит от: а) от размеров и формы проводников, б) диэлектрической проницаемости среды, в том месте пространства, где заряды проводников создают электрическое поле, в) от их взаимного расположения и от расположения окружающих проводники тел.

Для того, чтобы емкость системы проводников не зависела от окружающих тел, надо проводники брать такой формы, чтобы поле этих заряженных тел было сосредоточено в ограниченном объеме пространства.

Система таких проводников, которые обладают большой электроемкостью и это позволяет накапливать и сохранять достаточно большие заряды, называется конденсатором. Конденсаторы в зависимости от формы проводников бывают плоскими, сферическими, цилиндрическими и др. Двум поверхностям конденсатора сообщают

одинаковые по модулю, но противоположные по знаку заряды.

Электроемкость конденсатора- скалярная физическая величина, которая характеризует способность проводников накапливать заряды и численно равная модулю заряда одной из обкладок конденсатора, чтобы разность потенциалов между ними стала равна единице.

Емкость С конденсатора определяется: а) формой, размерами проводников и их взаимным расположением, б) диэлектрической проницаемости среды, заполняющей пространство между обкладками конденсатора.

Примером конденсатора является плоский конденсатор, который состоит из двух параллельных плоскостей, расположенных достаточно близко друг к другу. Поле плоского конденсатора можно считать однородным.

- напряженность поля плоского конденсатора;

- емкость плоского конденсатора, где S – площадь одной пластины конденсатора, d – расстояние между обкладками конденсатора.

Сферический конденсатор состоит из двух коаксиальных сфер. Электроемкость сферического конденсатора вычисляется по формуле:

,

где - радиус внутренней обкладки конденсатора; - радиус внешней обкладки конденсатора; - диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между обкладками конденсатора.