28. Електрична ємність провідника. Конденсатор……

Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. В теории электрических цепей ёмкостью называют взаимную ёмкость между двумя проводниками; параметр ёмкостного элемента электрической схемы, представленного в виде двухполюсника. Такая ёмкость определяется как отношение величины электрического заряда к разности потенциалов между этими проводниками.

В Международной системе единиц (СИ) ёмкость измеряется в фарадах. В системе СГС в сантиметрах.

Для одиночного проводника ёмкость равна отношению заряда проводника к его потенциалу в предположении, что все другие проводники бесконечно удалены и что потенциал бесконечно удалённой точки принят равным нулю. В математической форме данное определение имеет вид

 где   — заряд,   — потенциал проводника.

Конденсáтор (рос. конденсатор, англ. capacitor; нім. Kondensator m) — система з двох чи більше електродів (обкладок), які розділені діелектриком, товщина якого менша у порівнянні з розміром обкладок. Така система має взаємну електричну ємність і здатна зберігати електричний заряд.

Ёмкость определяется геометрическими размерами и формой проводника и электрическими свойствами окружающей среды (её диэлектрической проницаемостью) и не зависит от материала проводника. К примеру, ёмкость проводящего шара (или сферы) радиуса R равна (в системе СИ):

Сферичний конденсатор

Для плоского конденсатора ёмкость равна:

Плоский конденсатор

Для отримання великих ємностей конденсатори з'єднують паралельно. Загальна ємність батареї паралельно з'єднаних конденсаторів дорівнює сумі ємностей всіх конденсаторів, які входять у батарею.

При послідовному з'єднанні конденсаторів заряди усіх конденсаторів однакові. Загальна ємність батареї послідовно з'єднаних конденсаторів дорівнює

Ця ємність завжди менша мінімальної ємності конденсатора, який входить в батарею. Але при послідовному з'єднанні зменшується загроза пробою конденсаторів, оскільки на кожний конденсатор надходить лише частина різниці потенціалів джерела напруги.

Для того щоб зарядити конденсатор, потрібно виконати роботу, що витрачається на розділення додатніх та відємних зарядів. Згідно із законом збереження енергії, ця робота дорівнює енергії конденсатора. У тому, що заряджений конденсатор має енергію, можна впевнитися, якщо розрядити його через коло, що містить лампу розжарення, розраховану на напргу в кілька вольтів. Енергія конденсатора перетворюється в інші форми: теплову, світлову. Виведемо формулу для енергії  плоского конденсатора.

Енергія електричного поля. Згідно з теорією близькодії вся енергія взаємодії заряджених тіл сконцентрована в електричному полі цих тіл. Отже енергія може бути виражена через основну  характеристику поля – напруженість.