Уединеннымназывается проводник, вблизи которого нет других заряженных тел, диэлектриков, которые могли бы повлиять на распределение зарядов данного проводника.
Отношение величины заряда к потенциалу для конкретного проводника есть величина постоянная, называемая электроемкостью (емкостью) С:
.
Электроемкость уединенного проводника численно равна заряду, который необходимо сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал на единицу. За единицу емкости принимается 1 фарад (Ф) – 1 Ф.
Емкость шара 
= 4pεεR.
Устройства, обладающие способностью накапливать значительные заряды, называются конденсаторами. Конденсатор состоит из двух проводников, разделенных диэлектриком. Электрическое поле сосредоточено между обкладками, а связанные заряды диэлектрика ослабляют его, т.е. понижают потенциал, что приводит к большему накоплению зарядов на пластинах конденсатора. Емкость плоского конденсатора численно равна 
.
Для варьирования значений электроемкости конденсаторы соединяют в батареи. При этом используется их параллельное и последовательное соединения.
При параллельном соединении конденсаторов разность потенциалов на обкладках всех конденсаторов одинакова и равна (φA – φB). Общий заряд конденсаторов равен
Полная емкость батареи (рис.28) 
равна сумме емкостей всех конденсаторов; конденсаторы включаются параллельно, когда требуется увеличить емкость и, следовательно, накапливаемый заряд.
При последовательном соединении конденсаторовобщий заряд 
равен зарядам отдельных конденсаторов 
, а общая разность потенциалов равна (рис.29)
, 
, 
.
Отсюда 
.
При последовательном соединении конденсаторов обратная величина результирующей емкости равна сумме обратных величин емкостей всех конденсаторов. Результирующая емкость получается всегда меньше наименьшей емкости, используемой в батарее.
Энергия заряженного уединенного проводника,
конденсатора. Энергия электростатического поля
Энергия заряженного проводника численно равна работе, которую должны совершить внешние силы для его зарядки:
W = A. При перенесении заряда dq из бесконечности на проводник совершается работа dA против сил электростатического поля (по преодолению кулоновских сил отталкивания между одноименными зарядами): dA = jdq = Cjdj.
Чтобы зарядить тело от нулевого потенциала до потенциала j, потребуется работа
.
Итак, энергия заряженного проводника:
.
Выражение 
принято называть собственной энергией заряженного проводника. Энергия заряженного плоского конденсатора:
,
где Dj – разность потенциалов его обкладок.
Энергия электростатического поля 
,
Объемная плотность энергии, т.е. энергия единицы объема
ω = W / V: 
.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8852 — 
| 7556 — 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Читайте также:
- Батареи статических конденсаторов.
- Билет 55 Проводниковая анестезия на кисти
- В. Выработка и трудоемкость
- Взаимодействие двух параллельных проводников с током
- Внешняя память компьютера. Различные виды носителей информации, их характеристики (информационная емкость, быстродействие и др.)
- Внешняя память компьютера. Различные виды носителей информации, их характеристики (информационная емкость, быстродействие и т.д.).
- Выбор защитного покрытия проводников и контактных площадок.
- Диффузионная емкость p-n перехода
- Емкость рынка, рыночные доли и интенсивность конкуренции
- Емкость рынка.
- Емкость. Емкость плоского конденсатора.
- Жизненная емкость легких для женщин
Сообщим уединённому сферическому проводнику радиуса R заряд Q. Можно показать , что потенциал проводника станет равным
Отношение заряда проводника к его потенциалу будет зависеть только от радиуса R сферического проводника . 
Опыт показывает, что прямая пропорциональная зависимость потенциала сферы от заряда справедлива не только для сферических (шаровых) проводников, но и для уединённых проводников любой другой формы и размеров.
Это отношение 
, количественно характеризующее свойство проводника накапливать электрический заряд, называется электроёмкостью. Таким образом, емкость сферического проводника пропорциональна его радиусу R. с = 4peR
Емкость любого другого проводника будет зависеть от его размеров и формы. В системе СИ ёмкость проводников измеряется в фарадах. 1 фарад — ёмкость такого проводника, потенциал которого возрастает на 1В при сообщении ему заряда 1 Кл.
1 Фарад — большая единица ёмкости: емкость земного шара составляет менее одного миллифарада. Поэтому в технике чаще используются микрофарады 1 мкF = 10 –6 и микро-микрофарады 1 пФ = 10 –12 F. Эту единицу называют пикофарад.
Значительно большей ёмкостью, чем уединённые проводники обладают конденсаторы. Эти электротехнические устройства состоят из двух изолированных друг от друга проводников (обкладок конденсатора). В зависимости от формы этих проводников различают конденсаторы плоские , сферические , цилиндрические и другие.
Если сообщить обкладкам конденсатора равные, но противоположные по знаку заряды (+q) и (–q), то между обкладками возникнет разность потенциалов (j1 – j2).
Отношение заряда к разности потенциалов для определённой пары проводников будет зависеть только от их размеров и взаимного расположения. Это отношение называется ёмкостью конденсатора
.
Ёмкость плоского конденсатора 
Интересно, что при достаточно малом зазоре d, когда R1 » R2 = R, можно записать ёмкость сферического конденсатора так: 
Но 4pR 2 = S — площадь поверхности сферы. Поэтому 
и ёмкость сферического конденсатора оказывается равной ёмкости «эквивалентного» плоского конденсатора.
Дата добавления: 2015-04-24 ; Просмотров: 226 ; Нарушение авторских прав? ;
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Читайте также:
- Движение проводника в магнитном поле.
- Использование Проводника к цели
- Использование Проводника мыслей
- Использование Проводника по мирам
- Контактные явления в проводниках.
- Магнитное поле вокруг проводника с током.
- Открытие документов и запуск программ из Проводника.
- Применение теоремы Остроградского — Гаусса для расчета электростатического поля равномерно заряженного сферического проводника
- Проводники в электрическом поле. Поле внутри и снаружи проводника. Поверхностная плотность заряда на поверхности проводника.
- Программирование Проводника к цели
- Программирование Проводника мыслей
- Работа по перемещению проводника с током и контура с током в магнитном поле.
Электроемкость проводников
Пусть уединенный проводник имеет заряд q. Потенциал на поверхности проводника обозначим φ. Если теперь на проводнике будет заряд q’ = nq, тогда его потенциал также изменится в n раз: 
следовательно, заряд и потенциал изменяются пропорционально:
(15.3)
Коэффициент пропорциональности C между зарядом q и потенциалом 
называется электроемкостью проводника.
Электроемкость проводника равна отношению заряда проводника к потенциалу на его поверхности:
(15.4)
Электрическая емкость проводника численно равна заряду, который нужно сообщить проводнику для увеличения его потенциала на единицу:
(15.5)
Электроемкость измеряется в Фарадах, [C] = Ф.
Напряженность проводника вне его поверхности (r > R) равна по величине и по направлению напряженности точечного заряда, помещенного в центр сферического проводника:
(15.6)
Потенциал электрического поля вне сферического проводника (r > R):
(15.7)
На поверхностисферы (r = R):
(15.8)
(15.9)
Электроемкость сферического проводника:
(15.10)
Если принять Землю за шар радиусом R = 6400 км, находящийся в среде с диэлектрической проницаемостью ε = 1, то электроемкость Земли: 
При заземлении заряженного проводника, его заряд равномерно перераспределяется по всей поверхности проводника и Земли. Поскольку размер проводника 
то и 
поэтому заряд, который останется на проводнике, будет много меньше, чем первоначальный.
Электроемкость уединенного проводника зависит от его размеров, формы, диэлектрической проницаемости среды, и не зависит от величины заряда проводника.
Дата добавления: 2014-12-26 ; Просмотров: 847 ; Нарушение авторских прав? ;
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
