Як змінюється електроємність плоского конденсатора. Що таке електроємність конденсатора? Електрична ємність циліндричного конденсатора

одним їх найважливіших параметрів, За допомогою якого характеризують конденсатор, є його електроємність (C). Фізична величина C, рівна:

називається ємністю конденсатора. Де q - величина заряду одного з обкладок конденсатора, а - різниця потенціалів між його обкладинками. Електроємність конденсатора - це величина, яка залежить те розмірів і пристрої конденсатора.

Для конденсаторів з однаковим пристроєм і при рівних зарядах на його обкладках різниця потенціалів повітряного конденсатора буде в раз менше, ніж різниця потенціалів між обкладинками конденсатора, простір якого між обкладинками заповнене діелектриком з діелектричною проникністю. Значить ємність конденсатора з діелектриком (C) в раз більше, ніж електроємність повітряного конденсатора ():

де - діелектрична проникність діелектрика.

Одиницею ємності конденсатора вважають ємність такого конденсатора, який одиничним зарядом (1 Кл) заряджається до різниці потенціалів, що дорівнює одному вольт (в СІ). Одиницею ємності конденсатора (як і будь-який еклектичної ємності) в міжнародній системі одиниць (СІ) є фарад (Ф).

Електроємність плоского конденсатора

Поле між обкладинками плоского конденсатора в більшості випадків вважають однорідним. Однорідність порушується тільки близько країв. При розрахунку ємності плоского конденсатора даними крайовими ефектами зазвичай нехтують. Це можливо, якщо відстань між пластинами мало в порівнянні з їх лінійними розмірами. В такому випадку ємність плоского конденсатора обчислюють як:

де - електрична стала; S - площа кожної (або найменшою) пластини; d - відстань між пластинами.

електрична ємність плоского конденсатора, який містить N шарів діелектрика товщина кожного, відповідна діелектрична проникність i-го шару, дорівнює:

Електрична ємність циліндричного конденсатора

Конструкція циліндричного конденсатора включає дві співвісні (коаксіальних) циліндричні провідні поверхні, різного радіусу, простір між якими заповнює діелектрик. Електрична ємність такого конденсатора знаходять як:

де l - висота циліндрів; - радіус зовнішньої обкладки; - радіус внутрішньої обкладки.

Ємності сферичного конденсатора

Сферичним конденсатором називають конденсатор, обкладками якого є дві концентричні сферичні провідні поверхні, простір між ними заповнений діелектриком. Ємність такого конденсатора знаходять як:

де - радіуси обкладок конденсатора.

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

Розглянемо два заряджених провідника. Припустимо, що всі силові лінії, що починаються на одному з них, закінчуються на іншому. Для цього, зрозуміло, вони повинні мати рівні й протилежні за знаком заряди. Така система двох провідних тел називається конденсатором.

Приклади конденсаторів. Прикладами конденсаторів можуть служити дві концентричні провідні сфери (сферичний, або кульової, конденсатор), дві паралельні плоскі проводять пластини за умови, що відстань між ними мало в порівнянні з розмірами пластин (плоский конденсатор), два коаксіальних проводять циліндра за умови, що їх довжина велика в порівнянні з зазором між циліндрами (циліндричний конденсатор).

Два провідника, що утворюють конденсатор, називаються його обкладинками.

Мал. 41. Електричне поле в сферичному, плоскому і циліндричному конденсаторах

У всіх таких системах при повідомленні обкладкам рівних по модулю і протилежні за знаком зарядів електричне поле практично цілком укладено в просторі між обкладками (рис. 41). Зовнішній вигляд деяких використовуваних в техніці конденсаторів показаний на рис. 42.

Основна характеристика конденсатора - електроємність або просто ємність С, що визначається як відношення заряду одного з

обкладок до різниці потенціалів т. е. до напруги, між ними:

Розподіл зарядів на обкладинках буде однаковим незалежно від того, великий чи малий заряд їм повідомлено. Це означає, що напруженість поля, а отже, і різниця потенціалів між обкладинками, пропорційні повідомленою конденсатору заряду. Тому ємність конденсатора не залежить від його заряду.

Мал. 42. Пристрій, зовнішній вигляд і умовні позначення на електричних схемах деяких конденсаторів

У вакуумі ємність визначається виключно геометричними характеристиками конденсатора, т. Е. Формою, розмірами і взаємним розташуванням обкладок.

Одиниці ємності. В СІ за одиницю електроємна прийнятий фарад Ємністю 1 Ф володіє конденсатор, між обкладинками якого встановлюється напруга 1 В при повідомленні заряду 1 Кл:

В абсолютній електростатичного системі одиниць СГСЕ електроємність має розмірність довжини і вимірюється в сантиметрах:

На практиці зазвичай доводиться мати справу з конденсаторами, ємність яких значно менше 1 Ф. Тому використовуються частки цієї одиниці - микрофарад (мкФ) і пикофарад. Співвідношення між Фарадей і сантиметром легко встановити, враховуючи, що

Електроємність і геометрія конденсатора. Залежність ємності конденсатора від його геометричних характеристик легко проілюструвати простими дослідами. Скористаємося для цього електрометром, підключеним до двох плоским пластин, відстань між якими можна змінювати (рис. 43). Щоб заряди пластин були однакові і всі поле було зосереджено тільки між ними, слід заземлити другу пластину і корпус електрометрії. Відхилення стрілки електрометрії пропорційно напрузі між обкладинками. Якщо зрушувати або розсовувати пластини конденсатора, то при незмінному заряді напруга буде відповідно зменшуватися або збільшуватися: ємність тим більше, чим менше відстань між пластинами. Аналогічно можна переконатися в тому, що ємність конденсатора тим більше, чим більше площа його пластин. Для цього можна просто зрушувати пластини при незмінному зазорі між ними.

Мал. 43. Ємність конденсатора залежить від відстані між пластинами

Ємність плоского конденсатора. Отримаємо формулу для ємності плоского конденсатора. Поле між його обкладинками однорідно за винятком невеликої області поблизу країв пластин. Тому напруга між обкладками дорівнює добутку напруженості поля Е на відстані між ними: Для знаходження напруженості поля Е можна скористатися формулою (1) § 6, яка пов'язує Е поблизу поверхні провідника з поверхневою щільністю зарядів з: Висловимо а через заряд конденсатора і площа пластини, вважаючи розподіл заряду рівномірним, що узгоджується з використовуваним припущенням про однорідність поля: Підставляючи наведені співвідношення в загальне визначення ємності (1), знаходимо

В СІ, де ємність плоского конденсатора має вигляд

В системі одиниць СГСЕ k \u003d 1 і

Ємність сферичного конденсатора. Цілком аналогічно можна вивести формулу для ємності сферичного конденсатора, розглядаючи електричне поле в проміжку між двома зарядженими концентричними сферами радіусів Напруженість поля там така ж, як у випадку відокремленого зарядженого кулі радіуса Тому для напруги між обкладинками радіусів справедливо

Вираз для ємності отримуємо, підставляючи в формулу (1):

Ємність відокремленого провідника. Іноді вводять поняття ємності відокремленого провідника, розглядаючи граничний випадок конденсатора, одна з обкладок якого видалена на нескінченність. Зокрема, ємність відокремленого проводить кулі виходить з (5) в результаті граничного переходу що відповідає необмеженого збільшення радіусу зовнішньої обкладки при незмінному радіусі внутрішньої

В системі одиниць СГСЕ, де ємність відокремленого кулі дорівнює його радіусу. Якщо провідник має несферичну форму, його місткість по порядку величини дорівнює характерному лінійного розміру, хоча, звичайно ж, залежить і від його форми. На відміну від відокремленого провідника, ємність конденсатора набагато більше його лінійних розмірів. Наприклад, у плоского конденсатора характерний лінійний розмір дорівнює причому Як видно з формули (4), при цьому

Конденсатор з діелектриком. У розглянутих вище прикладах конденсаторів простір між обкладинками вважалося порожнім. Проте отримані вирази для ємності справедливі і тоді, коли це простір заповнений повітрям, як це було в описаних простих дослідах. Якщо простір між обкладинками заповнити будь-яким діелектриком, ємність конденсатора збільшується. У цьому легко переконатися на досвіді, усуваючи діелектричну пластину в проміжок між обкладинками зарядженого конденсатора, підключеного до електрометрії (рис. 43). При незмінному заряді конденсатора напруга між обкладками зменшується, що свідчить про зростання ємності.

Зменшення різниці потенціалів між обкладинками при внесенні туди діелектричної пластини свідчить про те, що напруженість електричного поля в зазорі стає менше. Це зменшення залежить від того, який саме діелектрик використовується в досвіді.

Діелектрична проникність. Для характеристики електричних властивостей діелектрика вводять фізичну величину, яка називається діелектричною проникністю. Діелектрична проникність - це безрозмірна величина, що показує, у скільки разів напруженість електричного поля в заповненому діелектриком конденсаторі (або напруга між його обкладками) менше, ніж за відсутності діелектрика при тому ж заряді конденсатора. Іншими словами, діелектрична проникність показує, у скільки разів збільшується ємність конденсатора при заповненні його діелектриком. Наприклад, ємність плоского конденсатора, заповненого діелектриком з проникністю дорівнює

Наведене тут визначення діелектричної проникності відповідає феноменологічний підхід, при якому розглядаються тільки макроскопічні властивості речовини в електричному полі. Мікроскопічний підхід, заснований на розгляді поляризації атомів або молекул, з яких складається речовина, передбачає дослідження будь-якої конкретної моделі і дозволяє не тільки докладно описувати електричні та магнітні поля всередині речовини, але і зрозуміти, як протікають макроскопічні електричні і магнітні явища в речовині. На цьому етапі ми обмежуємося лише феноменологічним підходом.

Мал. 44. Паралельне з'єднання конденсаторів

У твердих діелектриків значення лежить в межах від 4 до 7, а у рідких - від 2 до 81. Такий аномально великий діелектричної проникністю володіє звичайна чиста вода. Крім повітряного конденсатора змінної ємності (див. Рис. 42), що використовується для настройки радіоприймачів, всі інші застосовувані в техніці конденсатори заповнені діелектриком.

Батареї конденсаторів. При використанні конденсаторів їх іноді з'єднують в батареї. При паралельному з'єднанні (рис. 44) напруги на конденсаторах однакові, а повний заряд батареї дорівнює сумі зарядів конденсаторів для кожного з яких, очевидно, справедливо Розглядаючи батарею як один

конденсатор, маємо

З іншого боку,

Порівнюючи (8) і (9), отримуємо, що ємність батареї паралельно з'єднаних конденсаторів дорівнює сумі їх ємностей:

Мал. 45. Послідовне з'єднання конденсаторів

при послідовному з'єднанні попередньо незаряджених конденсаторів (рис. 45) заряди на всіх конденсаторах однакові, а повне напруга дорівнює сумі напруг на окремих конденсаторах:

З іншого боку, розглядаючи батарею як один конденсатор, маємо

Порівнюючи (11) і (12), бачимо, що при послідовному з'єднанні конденсаторів складаються зворотні ємностей величини:

При послідовному з'єднанні ємність батареї менше найменшій з ємностей з'єднаних конденсаторів.

В якому випадку два провідних тіла утворюють конденсатор?

Що називається зарядом конденсатора?

Як встановити зв'язок між одиницями ємності СІ і СГСЕ?

Поясніть якісно, \u200b\u200bчому ємність конденсатора збільшується при зменшенні зазору між обкладинками.

Отримайте формулу для ємності плоского конденсатора, розглядаючи електричне поле в ньому як суперпозицію полів, що створюються двома площинами, зарядженими різнойменно.

Отримайте формулу для ємності плоского конденсатора, розглядаючи його як граничний випадок сферичного конденсатора, у якого прагнуть до нескінченності так, що різниця залишається постійною.

Чому не можна говорити про ємності відокремленої нескінченної плоскої пластини або окремого нескінченно довгого циліндра?

Охарактеризуйте коротко відмінність між феноменологічним і мікроскопічним підходами при дослідженні властивостей речовини в електричному полі.

Який сенс діелектричної проникності речовини?

Чому при розрахунку ємності батареї послідовно з'єднаних конденсаторів зазначалася умова, щоб вони попередньо були заряджені?

У чому сенс послідовного з'єднання конденсаторів, якщо воно призводить лише до зменшення ємності?

Поле всередині і поза конденсатора. Щоб підкреслити відмінність між тим, що називають зарядом конденсатора, і повним зарядом обкладок, розглянемо наступний приклад. Нехай зовнішня обкладка сферичного конденсатора заземлена, а внутрішньої повідомлений заряд д. Весь цей заряд рівномірно розподілиться по зовнішній поверхні внутрішньої обкладки. Тоді на внутрішній поверхні зовнішньої сфери індукується заряд, отже, заряд конденсатора дорівнює. А що буде на зовнішній поверхні зовнішньої сфери? Це залежить від того, що оточує конденсатор. Нехай, наприклад, на відстані від поверхні зовнішньої сфери знаходиться точковий заряд (рис. 46). Цей заряд ніяк не вплине на електричне стан внутрішнього простору конденсатора, т. е. на поле між його обкладинками. Справді, внутрішнє і зовнішнє простору розділені товщею металу зовнішньої обкладки, в якій електричне поле дорівнює нулю.

Мал. 46. \u200b\u200bСферичний конденсатор в зовнішньому електричному полі

Заряд на зовнішній поверхні обкладання. Але характер поля в зовнішньому просторі і заряд, індукований на зовнішній поверхні зовнішньої сфери, залежать від величини і положення заряду Це поле буде точно таким же, як і в разі, коща заряд знаходиться на відстані від поверхні суцільного заземленого металевого кулі, радіус якої дорівнює радіусу зовнішньої сфери конденсатора (рис. 47). Таким же буде і індукований заряд.

Для знаходження величини індукованого заряду будемо міркувати таким чином. Електричне поле в будь-якій точці простору створюється зарядом і зарядом, індукованим

на поверхні кулі, який розподілений там, зрозуміло, нерівномірно - як раз так, щоб звернулася в нуль результуюча напруженість поля всередині кулі. Згідно з принципом суперпозиції потенціал в будь-якій точці можна шукати у вигляді суми потенціалів полів, створюваних точковим зарядом і точковими зарядами, на які можна розбити розподілений по поверхні кулі індукований заряд. Оскільки всі елементарні заряди на які розбитий індукований на поверхні кулі заряд знаходяться на однаковій відстані від центру кулі, то потенціал створюваного ним поля в центрі кулі буде дорівнює

Мал. 47. Поле точкового заряду поблизу заземленого проводить кулі

Тоді повний потенціал в центрі заземленого кулі дорівнює

Знак мінус відображає той факт, що індукований заряд завжди протилежного знака.

Отже, ми бачимо, що заряд на зовнішній поверхні зовнішньої сфери конденсатора визначається тим оточенням, в якому знаходиться конденсатор, і не має ніякого відношення до заряду конденсатора д. Повний заряд зовнішньої обкладки конденсатора, зрозуміло, дорівнює сумі зарядів її зовнішньої і внутрішньої поверхонь, проте заряд конденсатора визначається тільки зарядом внутрішньої поверхні цієї обкладки, який пов'язаний силовими лініями поля з зарядом внутрішньої обкладки.

У розібраному прикладі незалежність електричного поля в просторі між обкладками конденсатора і, отже, його ємності від зовнішніх тел (як заряджених, так і незаряджених) обумовлена \u200b\u200bелектростатичного захистом, т. Е. Товщею металу зовнішньої обкладки. До чого може привести відсутність такого захисту, можна побачити на наступному прикладі.

Плоский конденсатор з екраном. Розглянемо плоский конденсатор у вигляді двох паралельних металевих пластин, електричне поле якого практично повністю зосереджено в просторі між пластинами. Укладемо конденсатор в незаряджену плоску металеву коробку, як показано на рис. 48. На перший погляд може здатися, що картина поля між обкладками конденсатора не зміниться, так як все поле зосереджено між пластинами, а крайовим ефектом ми нехтуємо. Однак легко бачити, що це не так. Зовні конденсатора напруженість поля дорівнює нулю, тому у всіх точках зліва від конденсатора потенціал однаковий і збігається з потенціалом лівої пластини. Точно так же потенціал будь-якої точки праворуч від конденсатора збігається з потенціалом правої пластини (рис. 49). Тому, укладаючи конденсатор в металеву коробку, ми з'єднуємо провідником точки, що мають різний потенціал.

В результаті в металевій коробці буде відбуватися перерозподіл зарядів до тих пір, поки не вирівняються потенціали всіх її точок. На внутрішній поверхні коробки індукуються заряди, і з'явиться електричне поле всередині коробки, т. Е. Зовні конденсатора (рис. 50).

Мал. 48. Конденсатор в металевій коробці

Мал. 49. Електричне поле зарядженого плоского конденсатора

Мал. 50. Електричне поле зарядженого конденсатора, поміщеного в металеву коробку

Але це означає, що на зовнішніх поверхнях пластин конденсатора теж з'являться заряди. Так як при цьому повний заряд ізольованою пластини не змінюється, то заряд на її зовнішній поверхні може виникнути тільки за рахунок перетікання заряду з внутрішньої поверхні. Але при зміні заряду на внутрішніх поверхнях обкладок зміниться напруженість поля між пластинами конденсатора.

Таким чином, висновок розглянутого конденсатора в металеву коробку призводить до зміни електричного стану внутрішнього простору.

Зміна зарядів пластин і електричного поля в цьому прикладі може бути легко розрахована. Позначимо заряд ізольованого конденсатора через Заряд, що перетікає на зовнішні поверхні пластин при надяганні коробки, позначимо через Такий же заряд протилежного знака буде індукований на внутрішніх поверхнях коробки. На внутрішніх поверхнях пластин конденсатора залишиться заряд Тоді в просторі між пластинами напруженість однорідного поля буде дорівнює в одиницях СІ, а поза конденсатора поле направлено в протилежну сторону і його напруженість дорівнює де - площа пластини. Вимагаючи, щоб різниця потенціалів між протилежними стінками металевої коробки дорівнювала нулю, і вважаючи для простоти відстані між усіма пластинами однаковими і рівними то

Цей результат легко зрозуміти, якщо врахувати, що після надягання коробки поле існує у всіх трьох проміжках між пластинами, т. Е. Фактично є три однакових конденсатора, еквівалентна схема включення яких показана на рис. 51. Обчислюючи ємність вийшла системи конденсаторів, отримуємо.

Надіта на конденсатор металева коробка здійснює електростатичну захист системи. Тепер ми можемо підносити зовні до коробки будь-які заряджені або незаряджені тіла і при цьому електричне поле всередині коробки не зміниться. Значить, не зміниться і ємність системи.

Звернемо увагу на те, що в розібраному прикладі, з'ясувавши всі, що нас цікавило, ми тим не менше обійшли стороною питання про те, які ж сили здійснили перерозподіл зарядів. Яке електричне поле викликало рух електронів в матеріалі проводить коробки?

Очевидно, що це може бути тільки те неоднорідне поле, яке виходить за межі конденсатора поблизу країв пластини (див. Рис. 39). Хоча напруженість цього поля мала і не береться до уваги при розрахунку зміни ємності, саме вона визначає суть даного явища - переміщує заряди і цим викликає зміна напруженості електричного поля всередині коробки.

Чому під зарядом конденсатора слід розуміти не повний заряд обкладання, а тільки ту його частину, що знаходиться на її внутрішній стороні. зверненої до іншої обкладанні?

У чому проявляється роль крайових ефектів при розгляді електростатичних явищ в конденсаторі?

Як зміниться ємність батареї конденсаторів, якщо замкнути між собою обкладання одного з них?

Формула електроємна наступна.

Вимірюється ця величина в Фарада. Як правило, ємність елемента дуже мала і вимірюється в пікофарад.

У завданнях часто питається, як зміниться електроємність конденсатора, якщо збільшити заряд або напруга. Це питання з підступом. Проведемо іншу аналогію.

Уявіть, що мова йде про звичайну банку, а не конденсатор. Наприклад, у вас вона трилітрова. Аналогічне питання: що станеться з місткістю банки, якщо туди налити 4 літри води? Зрозуміло, вода просто виллється, але при цьому розміри банки ніяк не зміняться.

Те ж саме з конденсаторами. Заряд і напруга ніяк не впливають на ємність. Цей параметр залежить тільки від реальних фізичних розмірів.

Формула буде наступною

Тільки ці параметри впливають на реальну електроємність конденсатора.

На будь-якому конденсаторі є маркування з технічними параметрами.

Розібратися нескладно. Досить мінімальних знань з електрики.

з'єднання конденсаторів

Конденсатори, так само як і опору, можна підключати послідовно і паралельно. Крім цього, в схемах бувають і змішані сполуки.

Як бачите, електроємність конденсатора в обох випадках вважається по-різному. Це також відноситься до напруги і заряду. За формулами видно, що електроємність конденсатора, вірніше, їх сукупності в схемі, буде найбільшою при паралельному з'єднанні. При послідовному загальна ємність значно зменшується.

При підключенні послідовно заряд розміщується рівномірно. Він буде скрізь однаковий - як сумарний, так і на кожному конденсаторі. А коли з'єднання паралельне, сумарний заряд складається. Це важливо пам'ятати при вирішенні завдань.

Напруга вважається навпаки. При послідовному з'єднанні складаємо, а при паралельному воно одно скрізь.

Тут доводиться вибирати: якщо вам потрібно більше напруги, тоді жертвуємо ємністю. Якщо ємність, то величезної напруги не буде.

види конденсаторів

існує величезна кількість конденсаторів. Вони відрізняються як за розміром, так і за формою.

Зрозуміло, ємність обчислюється у всіх по-різному.

Електроємність плоского конденсатора

Електроємність плоского конденсатора визначається найпростіше. Цю формулу в основному все і пам'ятають, на відміну від інших.

Тут все залежить від фізичних параметрів і середовища між пластинами.

Тут також велике значення має, який діелектрик або матеріал поміщений всередину. Так як деталь має розмір сфери, її ємність залежить від радіуса.

У випадку з циліндричною формою, крім середи всередині, значення мають радіуси і довжина циліндра.

Подумайте, як зміниться електроємність плоского конденсатора, якщо на ньому будуть ушкодження? Існують різні збої, які можуть вплинути на працездатність конденсаторів.

Наприклад, вони розсихаються або здуваються. Після цього вони стають непридатними для нормальної роботи пристрою, куди встановлено.

Розглянемо приклади пошкоджень і виходу з ладу конденсаторів. Роздутися можуть все відразу.

Іноді з ладу виходять тільки кілька. Таке буває, коли конденсатори різних параметрів або якості.

Наочний приклад псування (здуття, розрив і вихід назовні вмісту).

Якщо ви побачите ось такі стрічки, це крайня ступінь пошкодження. Гірше і бути не може.

Якщо ви помітите на пристрої (наприклад на відеокарті в комп'ютері) такі роздуті конденсатори, це привід задуматися про заміну деталі.

Подібні проблеми можна усунути тільки заміною на аналогічну деталь. У вас повинні збігатися всі параметри один в один. Інакше робота може бути некоректною або дуже короткочасною.

Міняти конденсатори потрібно акуратно, не пошкодивши плати. Випаювати потрібно швидко, не допускаючи перегріву. Якщо ви не вмієте цього робити, краще віднесіть деталь в ремонт.

Основною причиною руйнування є перегрів, який виникає в разі старіння або великого опору в ланцюзі.

Рекомендується не затягувати з ремонтом. Оскільки у пошкоджених конденсаторів змінюється ємність, пристрій, де вони розташовані, буде працювати з відхиленням від норми. І з часом це може стати причиною виходу з ладу.

Якщо у вас на відеокарті здулися конденсатори, то їх своєчасна заміна може виправити ситуацію. В іншому випадку може згоріти мікросхема або щось ще. В такому випадку ремонт буде коштувати дуже дорого або зовсім виявиться неможливим.

Запобіжні заходи

Вище було наведено приклад з банкою води. Там говорилося, що якщо води налити більше, то води виллється. А тепер подумайте, куди можуть "вилитися" електрони в конденсаторі? Адже він запечатаний повністю!

Якщо ви подасте в ланцюзі більше струму, ніж той, на який розрахований конденсатор, то як тільки він зарядиться, його надлишок спробує вийти кудись. А простору вільного немає. Результатом буде вибух. У разі незначного перевищення заряду бавовна буде невеликою. Але якщо подати колосальну кількість електронів на конденсатор, його просто розірве, і діелектрик витече.

Будьте обережні!

плоским конденсатором зазвичай називаючи-ють систему плоских проводять пластин - обкладок, розділених діелектриком. Про-стота конструкції такого конденсатора по-зволяет порівняно просто розраховувати його електроємність і отримувати значення, що збігаються з результатами експерименту.

Зміцнимо дві металеві пластини на ізоляційних підставках і з'єднаємо з електрометром так, що одна з пластин буде приєднана до стрижня Електромет-ра, а друга - до його металевому кор-пусу (рис. 4.71). При такому з'єднанні електрометрії буде вимірювати різницю по-потенціалів між пластинами, які про-роззують плоский конденсатор з двох пла-стин. Проводячи дослідження, необхідно пом-нитка, що

при постійному значенні заряду пластин зменшення різниці потенціалів свідчить про збільшення електро--кістки конденсатора, і навпаки.

Повідомимо пластин різнойменні зоря-ди і відзначимо відхилення стрілки електро-метра. Наближаючи пластини один до одного (зменшуючи відстань між ними), заме-тім зменшення різниці потенціалів. Та-ким чином, при зменшенні відстані між пластинами конденсатора його елект-роемкость збільшується. При збільшенні відстані показання стрілки електрометрії збільшуються, що є свидетельст-вом зменшення електроємна.

об-ратно пропорційна відстані між його обкладинками.

C ~ 1 / d,

де d - відстань між обкладинками.

Цю залежність можна зобразити гра-Фіком зворотної пропорційної зависи-мости (рис. 4.72).

Будемо зміщувати пластини одну відноси-кові інший в паралельних площинах, не змінюючи відстані між ними.

При цьому площа перекриття пластин буде зменшуватися (рис. 4.73). Збільшення різниці потенціалів, зазначене електрометром, буде свідчити про змен-шеніі електроємна.

Збільшення площі перекриття ПЛАСТАЛ призведе до збільшення ємності.

Електроємність плоского конденсатора про-пропорційна площі пластин, які пере-кривает.

C ~S,

де S - площа пластин.

Цю залежність можна представити гра-Фіком прямий пропорційної зависи-мости (рис. 4.74).

Повернувши пластини в початкове поло-ження, внесемо в простір між ними плоский діелектрик. Електрометр відзначить зменшення різниці потенціалів між пластинами, що свідчить про збіль-ченіі електроємна конденсатора. Якщо між пластинами помістити інший діелек-трик, то зміна електроємна буде іншим.

Електроємність плоского конденсатора за-висить від діелектричної проникності ді-електрика.

C ~ ε ,

де ε - діелектрична проникність ді-електрика. Матеріал з сайту

Така залежність показана на графіку рис. 4.75.

Результати дослідів можна узагальнити в ві-де формули ємності плоского конденсатора:

C \u003dεε 0 S /d,

де S - площа пластини; d - відстань між ними; ε - діелектрична прони-кливість діелектрика; ε 0 - електрична постійна.

Конденсатори, які складаються з двох пластин, в практиці застосовуються дуже рідко. Як правило, конденсатори мають багато пластин, з'єднаних між собою за певною схемою.

На цій сторінці матеріал за темами:

• Рішення задач по темі електроємність плоского конденсатора

• Як впливає діелектрик на електроємність?

• Теорія плоских конденсаторів

• Графік електроємна плоского конденсатора від площі його пластин

• Висновок по електроємна

Питання з цього матеріалу:

• Яку будову плоского конденсатора?

• За зміною якої величини в досвіді можна робити висновок про зміну електроємна?

•