12. Конденсаторы. Плоский и цилиндрический конденсаторы.

Конденсатор - устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).

Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термоконденсаторы). Применяются, например, в радиоприёмниках для перестройки частоты резонансного контура.

Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

Электроёмкость плоского конденсатора: .

Электроёмкость цилиндрического конденсатора: , где .

13. Диэлектрики. Типы диэлектриков.

Диэлектриками называются вещества, которые в обычных условиях не проводят электрические токи или относятся к изоляторам.

Среди диэлектриков различают 3 основных класса:

1. Неполярные диэлектрики

2. Полярные диэлектрики

3. Ионные диэлектрики

Неполярные диэлектрики — состоят из неполярных молекул, у которых центры тяжести положительного и отрицательного зарядов совпадают. Следовательно, неполярные молекулы не обладают электрическим моментом и их электрический момент равен нулю. Примером практически неполярных диэлектриков, применяемых в качестве электроизоляционных, являются углеводородные материалы, нефтяные электроизоляционные масла, полиэтилен, полистирол и др. Но при замещении в неполярных полимерах некоторой части водородных атомов другими атомами или неуглеводородными радикалами получаются полярные вещества.

Полярные диэлектрики (дипольные) — состоят из полярных молекул, обладающих электрическим моментом. В таких молекулах из-за их асимметричного строения центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают. К полярным диэлектрикам относятся фенолоформальдегидные и эпоксидные смолы, кремнийорганические соединения, хлорированные углеводороды и др.

Ионные диэлектрики (NaCl) при своём рождении уже обладают внутренней ориентацией + и -, но в отсутствие электрического поля в таких веществах нет остаточных поляризаций. Но если поместить его в поле, происходит деформация диполей и на поверхности возникают наведенные заряды.

14. Поляризация диэлектриков. Вектор поляризации.

Процесс диэлектрической поляризации состоит в смещении связанных зарядов под действием внешнего поля из мест своего равновесного закрепления. Смещенные полем заряды образуют систему электрических мультиполей (среди которых в силу электронейтральности молекул, основными являются диполи). В диполи «превращаются» атомы, молекулы, более сложные структурные единицы и сам диэлектрик в целом.

Для характеристики явления поляризации (возникновения поверхностных наведенных зарядов) вводится количественная мера воздействия поля на вещество (вектор поляризации ) , - электрический дипольный момент i-ой молекулы.

, - диэлектрическая восприимчивость. Она показывает насколько данный диэлектрик откликается на действие электрического поля.

- связь между и .