11.Емкость уедин.Проводника.Кон-ры.

Опытом устан.,что форма и размеры проводника не меняются и если при этом ост.неизмен. внеш. усл., не измен.располож.окруж.предметов,то чем>q, сообщ. пров-ку, тем > его потенциал. q=СИ

Постоянная С есть величина, хар-ая для каждого проводника при данных внешних условиях и наз. электрич. емкостью. , (1)

Емкость проводника численно равна заряду, изменяющему потенциал проводника на ед.

В СИ за ед.емкости приним. емкость такого проводника, у кот. при изменении заряда на 1к потенциал меняется на 1в. Эта единица наз. фарадой.

, то ; (СГС)

Е мкость проводника не зависит от его химич. состава, но существенно зависит от внеш. формы.

Кон-ры.Система проводников, предназнач. для образования значительной емкости.

Плоский.Будем считать, что зазор между пластинками мал по сравнению с их размерами, та что краевыми эффектами можно пренебречь.

; ; ; ; ; С = εС₀;

Сферический.Состоит из 2х концентрич.шаровых обкладок, разделенных слоем диэлектрика.

Если внутр.обкладке сообщить +Q, то на внешней образ. индуцированный заряд –Q.

,

4πr² – площади сферической обкладки.

Цилиндрический.Сост. из 2х цилиндрич.обкладок, имеющих общую ось и разделенных цилиндрич. слоем диэлектрика. Коаксиальные.

r₂ – радиус внешнего, r₁ – радиус внутр., q₁ – заряд на ед. длины.

12. Соедин. Конденсаторов и их применение.

Последовательное. ··· , ,

Параллельное. Q₁ = C₁u; Q₂ = C₂u; … Q_n = C_nu.

Широкое применение имеют в наст. время бумажные кон-ры для нап-ий в неск. сот вольт и емкостью в неск. фарад. Обкладками служат две длинные ленты тонкой металлич. фольги, а изолир. прокладкой между ними – неск. более широкая бумажная лента, пропитанная парафином.

Примен. в радиотехнике конде-ры небол.емкости (до 5000 nф) явл. разновид-ю плоских кон-ов. В них листки станиоля перекладыв.парафинированной бумажной или слюдой так, что все нечетные листки станиоля, соедин. вместе, образ. одну обкладку кон-ра, тогда как четные листки образ. другую обкладку.

В мощных генераторах электрич. колебаний высокой частоты прим. кон-ры малой емкости горшечного типа. В них внутр. и внеш. пов-ти диэлектрика металлизированы и явл. пластинами конденсатора.

Широко приме.также кон-ры переменной емкости, изменение их емкости осущ. вращением системы окислов //но соединен. пластин относит.подобной же системы неподвижных пластин.

Электролитич. кон-ры – в кот.диэлектриком служит тончайший слой алюминия, отчего при малых размерах они обладают значительной емкостью.

13. Поляризация диэлектриков

В идеальных диэлектриках нет свободных зарядов, способных под действием внешнего электрич. поля перемещаться по всему объему. Все электрич. заряды диэл-ка связаны с атомами и молекулами в-ва. Под действием поля эти заряды, получив. назва-ние связанных зарядов, могут смещаться только в пределах микроскопич. объемов. Процесс смещения связан.зарядов под действием внеш.электрич.поля наз. поляризацией диэл-ка. При результ. поляризации на пов-ти диэлектрика появл. поляризац. заряды.

Опыт 1. При поднесении незаряж. диэлектрика показания электрометра уменьшаются, когда палочка находится вблизи электрометра, и вновь восстанавливаются при удалении платины диэлектрика.

Опыт 2. Если бы вместо диэлектрика мы приближали к электрометру проводник, то мы наблюдали такое же явление. Но на проводнике возник.заряды, кот. изм. электрич. поле. Отсюда можно заключить, что на диэлектрике в электрич. поле также возник. заряды: по ближайшей к телу части диэл-ка появл. заряды, разноимен. с зарядом влияющего тела, а на удаленной части диэлектрика – одноимен. заряды.

Появление зарядов на диэлектрике ведет к возникн. сил, действующих на диэлектрик.

П алочка начнет поворачив. и установится своей осью вдоль силов. линий поля, т. е. т. о., что ее ось окажется направлен. к центру шара.Это свидет.о том, что на ближ. к шару части палочки появляются заряды, разноименные с зарядом шара, а на удаленной части – одноименные.

Явление поляризации диэл-ов имеет сходство с индукцией на проводниках.Однако между этими явл. есть и различие.Разъединяя в электрич.поле проводник на части, можно отделить друг от друга индукционные заряды и поэтому после исчезнове.поля, разъедин. части проводника остаются заряженными. Разъединяя же в электрич.поле диэл-ки, мы найдем, что после устранения поля каждая часть диэл-ка делается по-прежнему незаряженной, т. е. отделить друг от друга поляризац. заряды невозможно. Это различие объясняется тем, что в металлах отриц. заряд сущ. в виде электронов проводимости, кот. могут перемещаться на значит. расстояния. Поэтому индукционные заряды в металлах можно отделить друг от друга. В диэлектриках же заряды обоих знаков связаны друг с другом и могут только смещаться на малые расст. в пределах одной молекулы.

Вообще поляризованный диэл-ик можно изобр. в виде собрания молекул, в каждый из кот. равные положит. и отриц.заряды распределены равномерно по всему объему моле-кулы. При поляризации заряды в каждой молекуле смещаются в противоп. стороны. Т. е. каждая молекула превращается в электрический диполь.

, α = (P^E) – угол между моментом диполя и нап-тью поля.