Что такое электроемкость уединенного проводника

Что такое электрическая емкость и в чем она измеряется

что такое электроемкость уединенного проводника
В электротехнике часто встречается понятие ёмкости. При этом речь идёт не о ведре или другом сосуде, а об электрической ёмкости проводника, аккумулятора и конденсатора. Путать эти понятия нельзя. В этой статье мы разберемся, что такое электрическая ёмкость, от чего она зависит и в каких единицах измеряется.

Определение

Для проводников электрической ёмкостью называется величина, которая характеризует способность тела накапливать электрический заряд. Это и есть её физический смысл. Обозначается латинской буквой C. Она равна отношению заряда к потенциалу, если это записать в виде формулы, то получается следующее:

C=q/Ф

Электроемкость любого предмета зависит от его формы и геометрических размеров. Если рассмотреть проводник в форме шара, в качестве примера, то формула для расчета её величины будет иметь вид:

Эта формула справедлива для уединенного проводника. Если расположить рядом два проводника и разделить их диэлектриком, тогда получится конденсатор. Об этом немного позже, сейчас давайте разберемся, в чем измеряется электроемкость.

Единица измерения электрической ёмкости — фарад. Если разложить её на составляющие согласно формуле то:

1 фарад =1 Кл/1 В

Исторически сложилось так, что размерность этой единицы выбрана не совсем верно. Дело в том, что на практике приходится работать с величинами электроемкости: мили-, микро-, нано- и пикофарад. Что равняется долям фарада, а именно:

1 мФ = 10(-3) Ф

1 мкФ = 10(-6) Ф

1 нФ = 10(-9) Ф

1 пФ = 10(-12) Ф

Конденсаторы

Конденсатор — это две пластины из проводящего материала, расположенные друг напротив друга, между которым находится слой диэлектрика. В заряженном состоянии обкладки имеют разные потенциалы: одна из них будет положительной, а вторая отрицательной.

Электроемкость конденсатора зависит от величины заряда на его обкладках и разности потенциалов, напряжения между ними. Между пластинами возникает электростатическое поле, которое удерживает заряды на обкладках.

Формула электрической емкости конденсатора в общем случае:

C=q/U

Если сказать простыми словами, то емкость конденсатора зависит от площади пластин и расстояния между ними, а также относительной диэлектрической проницаемости материала, расположенного между ними. Их различают по используемому диэлектрику:

  • керамические;
  • плёночные;
  • слюдяные;
  • металлобумажные;
  • электролитические;
  • танталовые и пр.

По форме обкладок:

  • плоские;
  • цилиндрические;
  • сферические и пр.

Так как формула площади фигуры зависит от её формы, то и формула ёмкости будет разной для каждого случая.

Для плоского конденсатора:

Для двух концентрических сфер с общим центром:

Для цилиндрического конденсатора:

Как и у других элементов электрической цепи и в этом случае есть два основных способа соединения конденсаторов: параллельное и последовательное.

От этого зависит итоговая электрическая емкость полученной цепи. Расчёты ёмкости нескольких конденсаторов напоминают расчёты сопротивления резисторов в разном включении, только формулы для способов соединения расположены наоборот, то есть:

  1. При параллельном соединении общая электроемкость цепи является суммой емкостей каждого из элементов. Каждый следующий подключенный увеличивает итоговую емкость

Cобщ=C1+C2+C3

  1. При последовательном подключении электроемкость цепи снижается, подобно снижение сопротивления в цепи параллельно включённых резисторов. То есть:

Cобщ=(1/С1)+ (1/С2)+ (1/С3)

Важно! В параллельной схеме соединения напряжения на обкладках каждого элемента одинаковы. Это используют для получения больших значений электроемкости. В последовательном включении двух элементов напряжения на обкладках каждого из конденсаторов составляют по половине общего напряжения. Для трёх – трети и так далее.

Аккумуляторы и электроемкость

Основными характеристиками аккумуляторных батарей является:

  • Номинальное напряжение.
  • Емкость.
  • Максимальный ток разряда.

В данном случае для определения количественной характеристики времени работы или, говоря простым языком, чтобы рассчитать, на какое время работы прибора хватит аккумулятора, используют величину ёмкости.

В аккумуляторных батареях для описания электрической ёмкости используют следующие размерности:

  • А*ч — ампер-часы для больших аккумуляторов, например автомобильных.
  • мА*ч — милиампер-часы, для аккумуляторов для носимых устройств, например смартфонов, квадрокопетров и электронных сигарет.
  • Вт*часы — ватт-часы.

Эти характеристики позволяют определить, сколько времени работы выдержит аккумулятор при конкретной нагрузке. Для определения электрическую емкость аккумулятора измеряют в кулонах (Кл). В свою очередь кулон равен количеству электричества, переданному аккумулятору при силе тока 1А за 1с. Тогда если перевести в часы, то при токе в 1А за 1 час передается 3600 Кл.

Одним из способов измерения емкости аккумулятора является его разряд заведомо известным током, при этом вы должны замерить время разряда. Допустим, если аккумулятор разрядился до минимального уровня напряжения за 10 часов током в 5А – значит его емкость 50 А*ч

Электроемкость – это важная величина в электронике и электротехнике. На практике конденсаторы применяются практически в каждой схеме электронного устройства.

Например, в блоках питания – для сглаживания пульсаций, уменьшения влияния высоковольтных всплесков на силовые ключи. Во времязадающих цепях различных схем, а также в ШИМ-контроллерах для того, чтобы задать рабочую частоту.

Аккумуляторы также применяются повсеместно. Вообще задачи накапливания энергии и сдвига фаз встречаются очень часто.

Более подробно изучить вопрос поможет предоставленное видео:

Кратко объяснение изложено в этом видео уроке:

Теперь вы знаете, что такое электрическая емкость, в каких единицах происходит ее измерение и от чего зависит данная величина. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и понятной!

Материалы по теме:

Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-elektricheskaya-emkost-i-v-chem-ona-izmeryaetsya.html

ЧИТАЙТЕ ЕЩЕ ПО ТЕМЕ:

Презентация на тему: ЭлектроемкостьЭлектроемкость уединенного проводникаРассмотрим уединенный

что такое электроемкость уединенного проводника

ЭлектроемкостьЭлектроемкость уединенного проводникаРассмотрим уединенный проводник: проводник, удаленный от других проводников и зарядов.

Между зарядом проводника q и его потенциалом  существует прямая пропорциональная зависимость:Запишем в виде равенства:Величинаназывается электроемкостью уединенного проводника.Электроемкость зависит от размеров и формы проводника.

Единицей электроемкости является фарад (Ф).Электроемкостью 1Ф обладает проводник, потенциал которого изменяется на 1В, при сообщении ему заряда 1Кл.

2

Слайд 2

Пример. Вычисление электроемкости уединенного проводника, имеющего форму шара радиуса R.Поместим на проводник заряд q и вычислим его потенциал , воспользовавшись связью между напряженностью и потенциаломТогда

3

Слайд 3

КонденсаторыСистему проводников называют конденсатором.Простейший конденсатор это система из двух проводников (обкладок) находящихся на малом расстоянии друг от друга.

Заряды на обкладках равны по величине и противоположны по знаку, чтобы электрическое поле было бы сосредоточено внутри конденсатора.

Электроемкостью конденсатора называют отношение заряда на положительно заряженной обкладке к разности потенциалов (напряжению) между обкладкамиЕмкость конденсатора зависит от размеров и формы обкладок, от зазора между ними и от заполняющей конденсатор среды.

4

Слайд 4

Электроемкость плоского конденсатораПлоский конденсатор состоит из двух параллельных пластин, разделенных зазором шириной d. Предположим, что заряд конденсатора равен q, тогда поверхностная плотность заряда  =q/SНапряженность поля, создаваемого каждой из пластин равна по модулюРезультирующая напряженность поля между обкладкамиРазность потенциалов между пластинами будет равна

5

Слайд 5

Подставим выражения для U в формулу для электроемкости конденсатора получим:Если между обкладками находится диэлектрик с диэлектрической проницаемостью , то

6

Слайд 6

Выражение для емкости сферического конденсатора:Выражение для емкости цилиндрического конденсатора :R 1 и R 2 радиусы внутренней и наружной обкладок.где l — длина конденсатора, R 1 и R 2 радиусы внутренней и наружной цилиндрических обкладок.

7

Слайд 7

Энергия системы точечных зарядов.Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов q 1 и q 2, находящихся на расстоянии r друг от друга, равна:Представим выражение для энергии в виде:Обозначим- потенциал создаваемый зарядом q 2 в точке нахождения заряда q 1 ;- потенциал создаваемый зарядом q 1 в точке нахождения заряда q 2 ;Тогда соотношение для энергии взаимодействия двух зарядов примет вид:

8

Слайд 8

Обобщим это выражение для системы, состоящей из n зарядов:где  i — потенциал создаваемый в точке нахождения заряда q i всеми остальными зарядами.

9

Слайд 9

Энергия заряженного уединенного проводникаРассмотрим уединенный проводник емкость, потенциал и заряд которого соответственно равны C, , q.Увеличим заряд этого проводника на dq.Для этого необходимо перенести заряд dq из бесконечности на уединенный проводник, совершив работу, равнуюТак как заряд q и потенциал  уединенного проводника связаны соотношениемтоследовательно

10

Слайд 10

Чтобы зарядить тело от нулевого потенциала до , необходимо совершить работуЭнергия заряженного проводника равна работе, которую необходимо совершить, чтобы зарядить этот проводник:

11

Слайд 11

Энергия заряженного конденсатораРассмотрим конденсатор емкости C, заряженный до напряжения U.Для того, чтобы перенести на него добавочный заряд dq требуется совершить работуВ конденсаторе заряд и напряжение связаны соотношениемдифференцируя которое, получимТогдаПолная работа, которую надо совершить для заряда конденсатораЭта работа идет на создании энергии электрического поля конденсатора

12

Последний слайд презентации: ЭлектроемкостьЭлектроемкость уединенного проводникаРассмотрим уединенный

Объемная плотность энергии электрического поля.Введем в рассмотрение величинуПодставляя в формулу для энергии конденсаторавыражение для емкости плоского конденсатора:которая называется объемная плотность энергии.и учитывая, чтоа объем конденсаторанаходим:- плотность энергии электрического поля

Источник: https://slide-share.ru/ehlektroemkostehlektroemkost-uedinennogo-provodnikarassmotrim-uedinennij-119365

Рассчитать электроемкость цилиндрического конденсатора

что такое электроемкость уединенного проводника

Не знаю как Вам, а мне никогда не нравилось работать и вычислять ёмкости конденсаторов. Больше всего раздражало  наличие в исходных  данных, ёмкостей в разных номиналах, в пикофарадах, в нанофарадах, микрофарадах.  Их приходилось переводить в Фарады,  что влекло за собой глупейшие ошибки в расчетах.

Конденсатор — в принципе это любая конструкция, которая может сохранять накопленный электрический потенциал.  Если же эта конструкция, не только хранит электроэнергию, но и генерирует её, то это уже источник электропитания и никак  не конденсатор.

Конструкция конденсаторов может быть любой, но чаще всего в практике используется плоский конденсатор, состоящий из двух проводящих пластин, между которыми находится какой либо диэлектрик.

 Это связано с тем, что расчет ёмкости такого конденсатора ведется по известной формуле и простотой его создания.

Свернув такой плоский конденсатор в рулон, мы получаем, что при фактическом скромном размере  «рулона», там находится плоский конденсатор, длиной в десятки сантиметров и обладающий повышенной ёмкостью.

Емкости конденсаторов некоторых форм известны, и мы дальше их рассмотрим.

Но хотелось бы заметить, что на наш взгляд, потенциал  развития  конденсаторов до  конца не завершен. Ведь форма конструкции какого либо конденсатора может быть любая, материалы из которого сделаны обкладки или диэлектрический слой  тоже могут быть любыми в пределах таблицы Менделеева. Единственная сложность, это невозможность теоретически просчитать потенциальную ёмкость, новосозданного (другой конструкции) конденсатора. Это усложняет нахождение самой лучшей конструкции конденсатора.

Есть хорошая книга по рассмотрению электрической ёмкости различных фигур. Для любопытных рекомендую поискать на просторах Интернета: Расчет электрической ёмкости в авторстве Ю.Я.Иоселль 1981 года

Данный бот рассчитывает параметры типовых форм конденсаторов. Отличие от других калькуляторов, присутствующих в интернете, это возможность задавать параметры, которые Вам известны, для того что бы рассчитать остальные.

И последнее нововведение, которое вы можете использовать. Вам не обязательно придется переводить заданные данные в  метры, фарады и т.д. Достаточно обозначить размерность данных. 

Например, если ёмкость известна и равно 100 пикофарад, то боту можно так и написать c=100пикофарад или с=100пФ, бот сам  переведет в Фарады.

Результат, тоже будет выдан оптимально визуальному восприятию пользователя. 

Это стало возможно с созданием бота Система единиц измерения онлайн

Плоский конденсатор. Параметры

Полученные характеристики плоского конденсатора
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  16 ампер сколько киловатт

Самая простая и самая распространенная конструкция конденсатора это два плоских проводника разделенных тонким слоем диэлектрика ( то есть материала не проводящего электрический ток).

Ёмкость такого сооружения определяется следующей формулой.

где ε0 = 8,85.10-12 Ф/м — абсолютная диэлектрическая проницаемость

Если же конденсатор состоит не из пары пластин, а каого то n-ого количества плоских пластин то ёмкость такого «слоёного» конденсатора составит

Еще интереснее выглядит формуа такого «слоёного» конденсатора,  если в слоях находятся разные диэлектрики , разной толщины d

S- площадь одной из обкладок конденсатора ( предполагаем что другая обкладка имеет такую же площадь)

d- расстояние между обкладками

С- ёмкость конденсатора

Рассмотрим примеры

Задача: Ёмкость плоского конденсатора 350 нанофарад, расстояние между обкладками 1 миллиметр, и заполнено воздухом. Определить какова площадь обкладок?

Сообщаем боту что нам известно: C=350нФ, d=1мм. Так как у воздуха диэлектрическая проницаемость 1.00059 то e=1.00059. Поле площадь очистим, так именно его мы будем определять

Получаем  вот такой ответ

Полученные характеристики плоского конденсатора
d = 1 милиметр  e = 1.00059  C = 350 нанофарад S = 39.524703024086 м2 

Ответ, площадь обкладок конденсатора при таких значениях должна составлять почти 40 квадратных метров.

Цилиндрический  КОНДЕНСАТОР

Полученные характеристики цилиндрического конденсатора

Цилиндрический конденсатор представляет в простейшем случае две трубки разного диаметра вложенных друг в друга. разделенных диэлетриком

Иногда может получится так, что ёмкость цилиндрического конденсатора станет отрицательной величиной. Ничего страшного, это лишь говорит о том что Вы перепутали радиусы внешней и внутренней оболочки местами.

 

Источник: https://1000eletric.com/rasschitat-elektroemkost-tsilindricheskogo-kondensatora/

19. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы

Электрическаяёмкость — характеристика проводника,характеризующая его способностьнакапливать электрический заряд. Ёмкостьопределяется как отношение величинызаряда проводника к потенциалу проводника.Ёмкость обозначается как C.

гдеQ— заряд,φпотенциал.

Всистеме СИ ёмкость измеряется в фарадах.

Конденса́тор— двухполюсник с определённым значениемёмкости и малой омической проводимостью;устройство для накопления энергииэлектрического поля. Конденсаторявляется пассивным электроннымкомпонентом. Обычно состоит из двухэлектродов в форме пластин (называемыхобкладками), разделённых диэлектриком,толщина которого мала по сравнению сразмерами обкладок.

20. Электроемкость плоского конденсатора

Ёмкостьплоского конденсатора, состоящего издвух параллельных металлических пластинплощадью Sкаждая, расположенных на расстоянии dдруг от друга, в системе СИ выражаетсяформулой: ,гдеε— относительная диэлектрическаяпроницаемость среды, заполняющейпространство между пластинами (этаформула справедлива, лишь когда многоменьше линейных размеров пластин).

Припараллельном соединении: C = C1 + C2 + +Cn;

Припоследовательном соединении: .

21. Параллельное и последовательное соединения конденсаторов, вывод емкости

Дляполучения больших ёмкостей конденсаторысоединяют параллельно. При этом напряжениемежду обкладками всех конденсатороводинаково. Общая ёмкость батареипараллельно соединённых конденсаторовравна сумме ёмкостей всех конденсаторов,входящих в батарею,

,.

Припоследовательном соединении конденсаторовзаряды всех конденсаторов одинаковы.Общая ёмкость батареи последовательносоединённых конденсаторов равна

, .

22. Энергия системы неподвижных точечных зарядов. Энергия заряженного конденсатора

Энергиясистемы неподвижных точечных зарядов:

,где i–потенциал, создаваемый в той точке, гденаходится заряд Qi,всеми зарядами, кроме iго.

Энергияконденсатораравна работе, которую совершитэлектрическое поле при сближении пластинконденсатора вплотную, или равна работепо разделению положительных и отрицательныхзарядов, необходимой при зарядкеконденсатора.

,где С — емкость конденсатора, q — зарядконденсатора, U — напряжение на обкладкахконденсатора.

23. Энергия заряженного уединенного проводника

Еслиуединенный проводник имеет заряд q, товокруг него существует электрическоеполе, потенциал которого на поверхностипроводника равен ,а емкость — С. Увеличим заряд на величинуdq. При переносе заряда dq из бесконечностидолжна быть совершена работа равная.Но потенциал электростатического поляданного проводника в бесконечностиравен нулю.Тогда

Припереносе заряда dq с проводника вбесконечность такую же работу совершаютсилы электростатического поля.Следовательно, при увеличении зарядапроводника на величину dq возрастаетпотенциальная энергия поля, т.е.

Проинтегрировавданное выражение, найдем потенциальнуюэнергию электростатического полязаряженного проводника при увеличенииего заряда от нуля до q:

Применяясоотношение ,можно получить следующие выражения дляпотенциальной энергии W:

(16.2)

Длязаряженного конденсатора разностьпотенциалов (напряжение) равна поэтомусоотношение для полной энергии егоэлектростатического поля имеют вид

Источник: https://studfile.net/preview/2867800/page:5/

Электрическая ёмкость: определение, формулы, единицы измерения

Одним из важных параметров, учитываемых в электрических цепях, является электрическая емкость – способность проводников накапливать заряды. Понятие емкости применяется как для уединенного проводника, так и для системы, состоящей из двух и более проводников.  В частности, емкостью обладают конденсаторы, состоящие из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком или электролитом.

Для накопления зарядов широко применяютсяаккумуляторы, используемые в качестве источников постоянного тока для питания различных устройств. Количественной характеристикой, определяющей время работы аккумулятора, является его электроемкость.

Формулы

На рисунке 3 наглядно показано формулы для определения емкости, в т. ч. и для сферы.

Рис. 3. Электроёмкость проводника

По отношению к конденсатору, для  определения его емкости применяют формулу: C = q/U. То есть, эта величина прямо пропорциональна заряду одной из обкладок и обратно пропорциональна разнице потенциалов между обкладками (см. рис. 4).

Источник: https://www.asutpp.ru/elektricheskaya-yomkost.html

лекция

Определение:Электроемкостью уединенного проводника называется мера его способности удерживать электрический заряд.

Емкость проводника не зависит ни от заряда, ни от потенциала. Она зависит от геометрии проводника (размеры, форма), от свойств среды (диэлектрическая проницаемость), от расположения заряженных тел.

Емкость не зависит от внутреннего устройства проводника.

2.Единица измерения ёмкости

Определение: 1 Фарад – единица СИ электроёмкости, равная емкости такого уединенного проводника, который при сообщении ему заряда 1 Кулон изменяет свой потенциал на 1 Вольт.

3.Конденсатор

Определение: Конденсатором называется устройство, предназначенное для получения больших величин электроёмкости.

Конденсатор состоит из двух проводников, которые называются обкладками. Обычно они расположены таким образом, что поле сосредоточено между ними. Одна обкладка заряжена положительно, другая – отрицательно. Ёмкостью конденсатора называется величина

где Q – заряд положительной обкладки; Dφ – разность или изменение потенциалов между обкладками.

Пространство между обкладками может быть заполнено диэлектриком, следовательно, напряженность поля в e раз меньше, разность потенциалов в eраз меньше, а ёмкость в e раз больше. Поэтому, ёмкость конденсатора с диэлектриком можно записать, как

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое напряжение холостого хода

 где

C0 – емкость вакуумного конденсатора.

В дальнейшем мы будем говорить только о вакуумных конденсаторах.

4.Ёмкость плоского конденсатора

Плоским конденсатором называется две бесконечно большие разноименные пластины.

Очевидно, что

5.Сферический конденсатор

Сферический конденсатор – это две разноименно заряженные концентрические сферы.

Если считать внешнюю сферу бесконечно большой, то можно определить ёмкость уединенного шара.

Емкость земного шара

Если радиусы сфер близки друг к другу.

6.Ёмкость цилиндрического конденсатора

Если радиусы цилиндров близки друг другу

7.Соединения конденсаторов

Схема Параллельное соединение Последовательное соединение
Схема
Заряд q-одинаков
Напряжение U = одинаково
Ёмкость

8.Конденсатор конечных размеров

Для реального конденсатора поле не полностью сосредоточено между обкладками  На краях пластины наблюдается дополнительная концентрация заряда, что приводит к увеличению емкости. Если пластины представляют собой окружности радиуса R, то емкость вычисляется по формуле Кирхгофа, полученной при R>>d. (Ландау, т.8 стр. 38).

Источник: https://tsput.ru/res/fizika/1/KR_ELEC/l9.htm

Электроемкость уединенного проводника

Уединенный проводник — проводник, который удален от других проводников, тел и зарядов. Его потенциал, согласно (2) п. 8.6, прямо пропорционален заряду проводника. Из опыта следует, что разные проводники, будучи одинаково заряженными, имеют различные потенциалы. Поэтому для уединенного проводника можно записать

Величину

называют электроемкостью уединенного проводника. Электроемкость уединенного проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу.

Электроемкость проводника зависит от его размеров, формы и диэлектрической проницаемости среды, но не зависит от материала проводника, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри него.

Это связано с тем, что избыточные заряды распределяются по внешней поверхности проводника. Электроемкость не зависит также ни от заряда проводника, ни от его потенциала.

Сказанное не противоречит формуле (1), так как она лишь показывает, что емкость уединенного проводника может быть рассчитана по этой формуле.

Единица электроемкости — фарад (Ф): 1 Ф — электроемкость такого уединенного проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда в 1 Кл.

Согласно (2) п. 8.6, потенциал уединенного шара радиусом R, находящегося в однородной среде с диэлектрической проницаемостью е, равен

Используя формулу (1), получим, что электроемкость шара

Отсюда следует, что электроемкостью в 1 Ф обладал бы уединенный шар, находящийся в вакууме и имеющий радиус i? = C/(4n?0)= 9 • 106 км, что примерно в 1400 раз больше радиуса Земли (электроемкость Земли С ~ 0,7 мФ). Следовательно, фарад — очень большая величина, поэтому на практике используются дольные единицы — миллифарад (мФ), микрофарад (мкФ), нанофарад (нФ), пикофарад (пФ).

Чтобы проводник обладал большой электроемкостью, он должен иметь очень большие размеры. На практике же необходимы устройства, обладающие способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды, иными словами, обладать большой электроемкостью. Эти устройства получили название конденсаторов.

Если к заряженному проводнику приближать другие тела, то на них возникают индуцированные (на проводнике) или связанные (на диэлектрике) заряды, причем ближайшими к наводящему заряду Q будут заряды противоположного знака. Эти заряды, естественно, ослабляют поле, создаваемое зарядом Q, т. е. понижают потенциал проводника, что приводит (см. (1) п. 8.9) к повышению его электроемкости.

Конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком. На электроемкость конденсатора не должны оказывать влияния окружающие тела, поэтому проводникам придают такую форму, чтобы поле, создаваемое накапливаемыми зарядами, было сосредоточено в узком зазоре между обкладками конденсатора. Этому условию, в частности, удовлетворяют две плоские пластины, и такой конденсатор называется плоским конденсатором.

Так как поле сосредоточено внутри конденсатора, то линии напряженности начинаются на одной обкладке и кончаются на другой, поэтому свободные заряды, возникающие на разных обкладках, являются равными по модулю разноименными зарядами. Под электроемкостью конденсатора понимается физическая величина, равная отношению заряда Q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов ((р — фг) между его обкладками:

Рассчитаем электроемкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга и имеющих заряды +Q и -Q. Учитывая, что -ф2 = Ed,

Q

а при наличии диэлектрика Е = —— (сравни с формулой (5)

?q?o

п. 8.4), получаем

или электроемкость плоского конденсатора

Для увеличения электроемкости и варьирования ее возможных значений конденсаторы соединяют в батарею, при этом используется как параллельное, так и последовательное соединение.

Параллельное соединение конденсаторов

У параллельно соединенных конденсаторов (рис. 252) разность потенциалов на обкладках конденсаторов одинакова и равна ФА — Фв . Если электроемкость отдельных конденсаторов С , С2, , Сп, то, согласно (1), их заряды соответственно равны:

а заряд батареи конденсаторов

Полная электроемкость батареи

т. е. при параллельном соединении конденсаторов она равна сумме электроемкостей отдельных конденсаторов.

Последовательное соединение конденсаторов

У последовательно соединенных конденсаторов (рис. 253) заряды всех обкладок равны по модулю, а разность потенциалов на зажимах батареи

где для любого из рассматриваемых конденсаторов С другой стороны

откуда

Рис.252

Рис. 253

т.е. при последовательном соединении конденсаторов суммируются величины, обратные электроемкостям. Таким образом, при последовательном соединении конденсаторов результирующая электроемкость С всегда меньше наименьшей электроемкости, используемой в батарее.

Источник: https://bstudy.net/748086/spravochnik/elektroemkost_uedinennogo_provodnika

Единица измерения электроемкости уединенного проводника — Вместе мастерим

Определение:Электроемкостью уединенного проводника называется мера его способности удерживать электрический заряд.

Емкость проводника не зависит ни от заряда, ни от потенциала. Она зависит от геометрии проводника (размеры, форма), от свойств среды (диэлектрическая проницаемость), от расположения заряженных тел.

Емкость не зависит от внутреннего устройства проводника.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
220 вольт
Как собрать электрощиток в частном доме 220в

Закрыть