Cum de a găsi tensiunea pe condensator 1
1.6. Capacitatea electrică. condensatoare
În cazul în care cei doi conductori izolați raportează în afară taxele q 1 și q 2. între ele există unele capacități Δφ diferență în funcție de sarcina și geometria conductoarelor. Δφ diferență de potențial între două puncte într-un câmp electric este adesea menționată ca tensiune și notate cu litera U. Cel mai mare interes practic este cazul în care taxele de conductoare egale în mărime și opuse în semn: Q 1 = - q 2 = q. În acest caz, este posibil să se introducă conceptul de capacitate electrică.
Capacitatea electrică a sistemului de cei doi conductori se numește o cantitate fizică definită ca raportul dintre taxa q a unuia dintre conductorii la diferența de potențial Δφ dintre ele:
Unitatea SI capacității electrice numite farazi (F):
Amploarea capacității electrice depinde de forma și dimensiunile conductoarelor și proprietățile dielectrice ale separării conductoarelor. Există o configurație de conductoare, în care este concentrată câmpul electric (localizate) numai în anumite regiuni ale spațiului. Astfel de sisteme sunt numite condensatoare. și conductorii care alcătuiesc condensator - plăci.
Cel mai simplu condensator - un sistem de două plăci conductoare plate dispuse paralel unul cu altul, la o mică în comparație cu mărimea și distanța dintre plăcile separate printr-un strat dielectric. Un astfel de condensator este numit plat. condensator electric plat câmp localizat în principal, între plăcile (Figura 1.6.1.); Cu toate acestea, în apropierea marginilor plăcilor și de asemenea din jur apare câmp electric relativ slab, care se numește împrăștierea câmpului. O serie de probleme pot fi neglijate aproximativ scattering domeniu și să presupunem că câmpul electric este concentrat condensator integral plat între plăcile sale (Fig. 1.6.2). Dar, în alte probleme, neglijând câmpul de împrăștiere poate duce la erori grave, deoarece acest lucru este încălcat natura potențială a câmpului electric (a se vedea. § 1.4).
condensator plat câmp
O reprezentare idealizată a câmpului unui condensator plan. Acest câmp nu are proprietățile potențial
Fiecare condensator plat plăci încărcat creează un câmp electric în apropierea suprafeței modulului, care este exprimat prin relația de tensiune (vezi. § 1.3)
Conform principiului superpoziției, intensitatea câmpului generat de cele două plăci este egală cu suma intensităților câmpurilor și fiecare dintre plăcile:
În interiorul și în paralel cu vectorul condensatorului; Totuși modul de putere totală a câmpului este
Plăci exterioare vectoriale și îndreptate în direcții diferite, și, prin urmare, E = 0. Acuzația plăcilor sigma Densitatea de suprafață este q / S. unde q - taxa și S - suprafața fiecărei plăci. Diferență de potențial Δφ între plăcile într-un câmp electric uniform este Ed. unde d - distanța dintre plăci. Din aceste relații se poate obține o formulă pentru capacitatea electrică a unui condensator plat:
Astfel, capacitatea electrică a condensatorului este direct proporțional cu suprafața plană a plăcilor (electrozi) și invers proporțional cu distanța între acestea. Dacă spațiul dintre plăcile este umplut cu capacitanță dielectric, electrice crește condensator în vremuri gruparea e:
Exemple de plăci de condensatoare cu o configurație diferită poate fi condensatori sferice și cilindrice. condensator sferic - este un sistem de două sfere conductoare concentrice de raze R 1 și R 2. capacitor cilindrice - un sistem de doi cilindri coaxiali conductoare de raze R1 și R2 și lungime L. Capacitățile de condensator umplut cu un ε permitivitatea dielectric, exprimată prin formulele:
(Condensator sferic)
(Condensator cilindrice).
Condensatori pot fi interconectate pentru a forma o bancă condensator. (. Figura 1.6.3), în paralel a condensatoarelor, tensiunea la bornele condensatoarelor sunt egale: U 1 = U 2 = U. și taxe egale q 1 = C 1 U 2 și q = 2 C U. Un astfel de sistem poate fi privit ca un singur condensator capacitate electrică C . plătesc taxa q = 1 + q 2 la o tensiune între electrozi egal cu U. Astfel