Капацитетът на кондензатора

Два проводника, които са изолирани една от друга и разположени в близост, образуват кондензатор.

Проводниците, формиращи кондензатора, се зареждат със същия размер и различни заряди.

На практика се намира широко приложение плосък кондензатор, състоящ се от две плоски паралелни метални плочи, разделени от диелектричен слой. Разстоянието между плочите е малко в сравнение с размера им. Кондензаторните пластини се наричат ​​кондензаторни пластини.

За да заредите плочите с еднакви противоположни заряди, можете да ги прикачите към полюсите електрическа машина. Тогава отрицателната заряд ще премине на една табела, а другата ще получи положителна такса.

Възможно е да се свърже един от плочите с полюс на машината, а след това на друг zazemlit- друга плоча чрез индукция възникне такса, равна по сила и противоположни по знак, за сметка на първата плоча. Ако плочата и зарядът е положителен, чрез индукция плоча в отрицателно заредени плочи положителен заряд се неутрализира от електрони в, pritekshimi в земята плоча, която е практически неизчерпаем източник на тях. Привлечени от положително заредени плоча, отрицателен заряд ще се намира във вътрешната повърхност на плочата пред А.

Ако плоча А се зарежда отрицателно, тогава свободните електрони на плочата B отблъскват плоча А и отиват на земята, плочата B се зарежда положително.

И в двата случая зарядите са съсредоточени само върху повърхностите А и В, обърнати един към друг.

Отсъствието на заряди на външните повърхности позволява пълното прехвърляне на зарядите към кондензатора посредством външните страни на плочите. Зарядът на кондензатора се определя от заряда на една от неговите плочи, тъй като от другата чрез индукция има еднакво по размер натоварване.

Свързваме една плоча на кондензатора към пръта на електромера, а другата плоча и тялото на електромера са заземени. Използвайки тест топка, ние ще прехвърлим кондензатора последователно в равни части. Отбелязваме, че когато таксата се увеличи съответно с 2, 3, 4 или повече пъти, в 2, 3, 4 и повече пъти потенциална разлика кондензатор.

Тази стойност, която се измерва чрез съотношението на заряда на кондензатора към потенциалната разлика на неговите плочи (или плочи), е капацитетът на кондензатора.

Като го обозначаваме с буквата С, можем да напишем:

C = q / (φ1 - φ2).

Електрическото поле на кондензатора практически е концентрирано между плочите вътре в него, така че околните тела не влияят върху капацитета на кондензатора.

Ние ще извършим експеримента. Вземете плосък кондензатор, състоящ се от две метални плочи А и B, фиксирани върху изолатори.

Свързваме плоча А към електромера и плочата B е заземена. Зареждаме табелата А, електромерът ще забележи известна разлика в потенциала на кондензатора. Ако пластината Б се доближи до А, тогава може да се види, че разликата в потенциала на плочите намалява.

Намаляването на потенциалната разлика на плочите на кондензатора с непроменено зареждане на него показва увеличение на неговия капацитет.

По този начин капацитетът на плоския кондензатор ще бъде по-голям, толкова по-малко е разстоянието между плочите или по-малката дебелина на диелектрика, затворен между плочите.

Чрез преместване на плочата В спрямо табелата А нагоре и надолу ще променим зоните на плочите, които се припокриват. Докато се наблюдават показанията на електромера, може да се установи, че колкото по-голяма е площта на взаимно припокриващи се плочи на кондензатора, толкова по-голям е неговият капацитет. Колкото по-голяма е площта на кондензаторните плочи, толкова по-голяма може да бъде концентрирана върху тях за дадено потенциално равенство.

Ще направим още едно преживяване. За тази цел ние подреждаме плочите на кондензатора А и B на известно разстояние една от друга и табела за зареждане А.

Обърнете внимание на стойността на потенциалната разлика, когато въздухът действа като диелектрик. Сега ние поставяме между плочите стъклен лист или друг диелектрик, виждаме, че потенциалната разлика ще намалее с тях. За да го вдигнете до предишното си ниво, е необходимо да добавите такса към табелата А. От това следва, че подмяната на въздушния слой между плочите на кондензатора от всеки друг диелектрик увеличава неговия капацитет.

Нека C0 е капацитета на кондензатора, когато между плочите му има празно пространство или въздух, а C е неговият капацитет с използване на диелектрик.

Разделяйки С и С, намираме диелектрична проницаемост на диелектрик ԑ:

С = С / С0.

Така, колкото повече диелектрична константа на диелектрик, толкова повече електрически капацитет кондензатор.