ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. ПЛОСКИЙ КОНДЕНСАТОР

Потенциал металлического уединенного тела с уве­личением сообщенного ему заряда возрастает. При этом заряд Q и потенциал φ связаны между собой соотношением

Q = Cφ, (1.7)

откуда

C = Q/φ. (1.8)

Здесь С - коэффициент пропорциональности, или электрическая емкость тела.

Таким образом, электрическая емкость С тела определяет заряд, который нужно сообщить телу, чтобы вызвать повышение его потенциала на 1 В.

Единицей емкости, как следует из формулы (1.8), является кулон на вольт, или фарада:

[С]=1Кл/1В = 1 Ф.

На практике пользуются более мелкими единицами -микрофарадой (1 мкФ = 10^-6 Ф) или пикофарадой (1 пФ=10^-12 Ф).

В технике для получения емкостей используют конденсаторы - устройства, состоящие из двух металлических проводников, разделенных ди­электриком, и предназначенные для использования их емкости. Условное изображение конденсатора показано на рис. 1.8 а.

Рисунок 1.8 Плоский конденсатор: а) условное обозначение; б) конструкция

В частности, плоский конденсатор состоит двух параллельных пластин, расстояние между которыми мало по сравнению с их размерами (рис. 1.8 б). При подключении к источнику постоянного напряжения происходит зарядка конден-сатора, свободные электроны пластины, соединенной с положительным полюсом источника, переходят через источник на пластину, соединенную с его отрицатель-ным полюсом. Этот процесс закончится, когда разность потенциалов между пластинами окажется равной напряжению между зажимами источника. В результате одна пластина конденсатора получает заряд +Q, а другая -Q. При этом заряд Q и напряже­ние U между пластинами связаны соотношением Q = CU, откуда

C=Q/U. (1.9)

Здесь С - электрическая емкость конденсатора.

Таким образом, электрическая емкость С конденсатора определяет заряд, который нужно сообщить одной его пластине, чтобы вызвать повышение напря-жения между пластинами на 1В.

Для нахождения заряда Q при заданном напряжении необходимо знать емкость конденсатора. В случае плоского конденсатора

C = ε_rε₀S/d, (1.10)

где ε_r - относительная диэлектрическая проницае­мость диэлектрика, разделяющего пластины конденсатора; ε₀ - электрическая постоянная; S - площадь одной пластины, м²; d - расстояние между пластинами, м.

Промышленность выпускает конденсаторы различной емкости - от 1 пФ до нескольких тысяч микрофарад на различные номинальные напряжения (от единиц вольт до сотен киловольт), различного назначения и конструкции. По типу диэлектрика конденсаторы делятся на бумажные, слюдяные, керамические и др.

Конденсаторы находят широкое применение в электротехнике и радиотехнике.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: