Электрическая ёмкость. Конденсаторы

Электрическая ёмкость. Конденсаторы.

Выполнил: Курсант 1 курса 12/15 уч. гр. Замышляев А. А.

Электрическая ёмкость

• Электроемкость – скалярная физ. величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд
• Отношение заряда проводника, q, к потенциалу, φ, создаваемому этим проводником в пространстве

(измеряется в Фарадах)
Потенциал – мера энергии эл. поля, создаваемого проводником:
(энергия на единицу заряда проводника)

Электрическая ёмкость

• Чаще применяется к паре проводников, +q и –q, разделённых диэлектриком
• Тогда ёмкость – это отношение заряда q одного из проводников к разности потенциалов Δφ между ними)

Конденсаторы

Электроемкость зависит от:

• формы и размеров проводников
• свойств диэлектрика, разделяющего проводники.

Существуют конфигурации проводников, когда электрическое поле сосредоточено (локализовано) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, – обкладками.

Плоский конденсатор

Простейший конденсатор – две параллельные проводящие пластины, расположенные на малом расстоянии друг от друга и разделенные диэлектриком. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами.

Плоский конденсатор

Вблизи краев пластин и в окружающем пространстве также возникает сравнительно слабое электрическое поле – поле рассеяния. Приближенно можно пренебрегать полем рассеяния и полагать, что электрическое поле плоского конденсатора целиком сосредоточено между его обкладками.

Расчёт плоского конденсатора

Отсюда получим формулу для ёмкости:

s=q/S – плотность заряда
S – площадь пластины (обкладки)
d – расстояние между пластинами ε0 – электрическая постоянная
(для вакуума между пластинами)
(для диэлектрика между пластинами, где ε - проницаемость диэлектрика)

Виды конденсаторов

• По виду диэлектрика:
• воздушные,
• слюдяные,
• керамические,
• электролитические.
• По форме обкладок:
• плоские,
• сферические.
• По величине емкости:
• постоянные,
• переменные (подстроечные).

Подключение конденсаторов

• Параллельное
• Последовательное

+
-
+
-

Энергия заряженного конденсатора

• Энергия конденсатора равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин конденсатора вплотную, или равна работе по разделению положительных и отрицательных зарядов, необходимой при зарядке конденсатора.

+
-
V
Для получения энергии конденсатора известной ёмкости проще всего измерить напряжение обкладок (вольтметр) и использовать формулу: