Электрическая ёмкость. Конденсаторы

1. Электрическая ёмкость. Конденсаторы.

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

2. Электрическая ёмкость

• Электроемкость – скалярная физ. величина,
характеризующая способность проводника
накапливать электрический заряд
• Отношение
заряда
проводника,
q,
к
потенциалу,
φ,
создаваемому
этим
проводником в пространстве
q
1Kл
С
(измеряется в Фарадах)
1Ф
1B
Потенциал – мера энергии эл. поля, создаваемого проводником:
W
q
(энергия на единицу заряда проводника)

3. 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)
q
q
С
U
1Kл
1Ф
1B

4. 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.

5. Плоский конденсатор

d
E
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.

6. Плоский конденсатор

d
E
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.

7. Расчёт плоского конденсатора

q
=q/S – плотность заряда
E
S – площадь пластины (обкладки)
S
d – расстояние между пластинами
0
0
qd
Ed
S
ε0 – электрическая постоянная
0
Отсюда получим формулу для ёмкости:
q
0S
С
d
С
S
0
d
(для вакуума между пластинами)
(для диэлектрика между пластинами,
где ε - проницаемость диэлектрика)

8. Виды конденсаторов

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

9. Подключение конденсаторов

• Параллельное
C C1 C 2
• Последовательное
1 1
1
C C1 C 2
+
C1
-
+
-
C1
C2
C2

10. 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.
qU CU 2 q 2
WE qUср
2
2
2C
+
V
-
Для получения энергии конденсатора
известной ёмкости проще всего
измерить напряжение обкладок
(вольтметр) и использовать формулу:
CU 2
WE
2