Электроемкость.

Электроем­кость физиче­ская величина, характеризующая способность двух проводников на­капливать электрический заряд. Эту величину называют.

Напряжение между двумя про­водниками пропорционально элек­трическим зарядам, которые нахо­дятся на проводниках. Если заряды удвоить, то на­пряженность электрического поля станет в 2 раза больше, следователь­но, в 2 раза увеличится и работа, со­вершаемая полем при перемещении заряда, т. е. в 2 раза увеличится на­пряжение. Поэтому отношение заря­да одного из проводников к разности потенциалов меж­ду этим проводником и соседним не зависит от заряда. Оно определяется геометрическими размерами провод­ников, их формой и взаимным рас­положением, а также электрически­ми свойствами окружающей среды (диэлектрической проницаемостью ε). Это позволяет ввести понятие электроемкости двух проводников.

Электроемкостью двух проводни­ков называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводни­ком и соседним:

Иногда говорят об электроем­кости одного проводника. Это имеет

смысл, если проводник является уединенным, т. е. расположен на большом по сравнению с его раз­мерами расстоянии от других про­водников. Так говорят, например, о емкости проводящего шара. При этом подразумевается, что роль дру­гого проводника играют удаленные предметы, расположенные вокруг шара.

Электроемкость двух проводни­ков равна единице, если при сооб­щении им зарядов ±1 Кл между ними возникает разность по­тенциалов 1 В. Эту единицу назы­вают фарад (Ф);

1 Ф=1 Кл/В.

Конденсатор.

Большой электро­емкостью обладают системы из двух проводников, называемые кон­денсаторами. Конденсатор представ­ляет собой два проводника, разде­ленные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с раз­мерами проводников.

Проводники в этом случае называются обкладками конденсатора.

Простейший плоский конденсатор состоит из двух одинаковых парал­лельных пластин, находящихся на малом расстоянии друг от друга. Если заряды пластин одинаковы по модулю и противо­положны по знаку, то силовые линии электрического поля начинаются на положительно заряженной обкладке конденсатора и оканчиваются на от­рицательно заряженной.

Поэтому почти все электрическое по­ле сосредоточено внутри конден­сатора.

У сферического конденсатора, со­стоящего из двух концентрических сфер, все поле сосредоточено между ними. Электроемкость конденсатора определяется формулой

Энергия заряженного конденса­тора.

Для того чтобы зарядить конденсатор, нужно совершить рабо­ту по разделению положительных и отрицательных зарядов. Согласно закону

сохранения энергии эта ра­бота равна энергии конденсатора. Энергия конденсатора пре­вращается в другие формы: тепло­вую, световую.

Формула энергии плоского конденсатора.

Применение конденсаторов.

Энер­гия конденсатора обычно не очень велика — не более сотен джоулей. К тому же она не сохраняется долго из-за неизбежной утечки заряда. Поэтому заряженные конденсаторы не могут заменить, например, акку­муляторы в качестве источников электрической энергии.

Они имеют одно и свойство: конденсаторы могут накапливать энергию более или менее длительное время, а при pазрядке через цепь малого coпpoтивления они отдают энергию почти мгновенно Именно это свойство используются широко на практике.

Лампа-вспышка, применяемая в фотографии, питается электрическим током разряда конденсатор.