11. Проводники в электростатическом поле. Электростатическая индукция.

Проводниками называют материалы, имеющие так называемые свободные заряды, которые могут перемещаться в объеме проводника под действием сколь угодно малого внешнего электрического поля, атомы которых при формировании кристалла решетки отдают в коллективное использование 1-3 -в с внешних оболочек.

В проводнике, внесенном в электрическое поле, происходит перераспределение свободных зарядов, в результате чего на поверхности проводника возникают некомпенсированные положительные и отрицательные заряды. Этот процесс называют электростатической индукцией, а появившиеся на поверхности проводника заряды – индукционными зарядами.

12. Уединённый проводник, электроёмкость уединённого проводника. Конденсаторы. Типы конденсаторов (плоские, цилиндрические, сферические). Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.

Уединенный проводник-это проводник, который удален от других провод­ников, тел и зарядов. Его потенциал прямо пропорционален заряду проводника. разные проводники, будучи одинаково заряжен­ными, имеют различные потенциалы. Поэтому для уединенного проводника можно записать

Величину называют электроемкостью (или просто емкостью) уединенного проводника. Емкость уединенного проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изме­няет его потенциал на единицу.

Емкость проводника зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри проводника. Это связано с тем, что избыточные заряды распределяются на внешней поверхности проводника. Емкость не зависит также ни от заряда проводника, ни от его потенциала. Единица электроемкости — фарад. Конденсаторы- это устройства, об­ладающие способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды, иными словами, обладать большой емкостью. Конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком.

Плоский конденсатор-это система из двух проводящих пластин, разделенных слоем диэлектрика. Емкость плоского конденсатора: Цилиндрический конденсатор представляет собой два проводящих коаксиальных цилиндра радиусами R₁ и R₂ (R₂ > R₁), разделенных слоем диэлектрика Емкость цил.конд: Сферический конденсатор- это конденсатор, состоящий из 2 концентрических сфер, разделенных слоем диэлектрика. Емкость сфер. Конд:

.Параллельное соединение конденсаторов У параллельно соединенных конденсаторов разность потенциалов на обкладках конденсаторов одинакова и равна _A – _B. Если емкости отдельных конденсаторов С₁, С₂, ..., С_n, то, их заряды равны

а заряд батареи конденсаторов

Полная емкость батареи

т. е. при параллельном соединении конденсаторов она равна сумме емкостей отдель­ных конденсаторов.

Последовательное соединение конденсаторов (рис. 145). У последовательно соеди­ненных конденсаторов заряды всех обкладок равны по модулю, а разность потенци­алов на зажимах батареи

где для любого из рассматриваемых конденсаторов _i = Q/С_i. С другой стороны,

откуда

т. е. при последовательном соединении конденсаторов суммируются величины, об­ратные емкостям. Таким образом, при .последовательном соединении конденсаторов результирующая емкость С всегда меньше наименьшей емкости, используемой в ба­тарее.