1 Вопрос.
1.
В проводниках могут перемещаться
свободно не только заряды принесенные
из вне, но и микроскопические заряды,
из которых состоят атомы и молекулы
проводника (электроны, ионы). Поэтому
при помещении незаряженного проводника
во внешнее электрическое поле 
свободные
микроскопические заряды будут перемещаться
к его поверхности: положительные по
полю, а отрицательные против поля
(рис.15.4). На одном конце проводника будет
скапливаться избыток положительного
заряда, а на другом избыток отрицательного
до тех пор, пока создаваемое этими
зарядами дополнительное поле 
не
скомпенсирует внешнее поле во всех
точках внутри проводника. При этом
суммарное поле 
внутри
проводника и на его поверхности будет
удовлетворять условию 
и 
т.е.
внутри проводника 
,
а в близи проводника будет заметно
отличаться от своего первоначального
значения 
.
Заряды на противоположных краях
проводника называются индуктированными
или наведенными.
Индуктивные заряды распределяются по внешней поверхности проводника. Если внутри проводника имеется полость, то при равновесном распределении индуцированных зарядов поле внутри нее также равно нулю. На этом основана электростатическая защита.
2.
Емкость уединенного проводника. Уединенным
будем называть проводник, размеры
которого много меньше расстояний до
окружающих тел. Пусть это будет шар
радиусом r. Если потенциал на
бесконечности принять за 0, то потенциал
заряженного уединенного шара равен: эта величина не зависит ни от заряда, ни от потенциала и определяется только размерами шара (радиусом) и диэлектрической проницаемостью среды. Этот вывод справедлив для проводника любой формы. |
|
Электрической
емкостью проводника наз. отношение
заряда проводника к его потенциалу: |
|
Емкость определяется геометрической формой, размерами проводника и свойствами среды (от материала проводника не зависит). Чем больше емкость проводника, тем меньше меняется потенциал при изменении заряда. |
Емкость шара в СИ:
|
|
|
|
|
Конденсатор представляет собой систему из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Проводники называются обкладками конденсатора. Если заряды пластин конденсатора одинаковы по модулю и противоположны по знаку, то под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из его обкладок. |
|
На рисунке - плоский и сферический конденсаторы. Поле плоского конденсатора почти все сосредоточено внутри (у идеального - все). Усферического - все поле сосредоточено между обкладками. |
|
Электроемкостью
конденсатора называют отношение
заряда конденсатора к разности
потенциалов между обкладками: |
|
|
|
Емкость плоского конденсатора.
|
|
Емкость сферического конденсатора . Если зазор между обкладками мал по сравнению с радиусами, то формула переходит в формулу емкости плоского конденсатора. |
|
,
где e - диэлектрическая проницаемость
окружающей среды. Следовательно: 
.
-
.
, таким
образом емкость плоского конденсатора
зависит только от его размеров, формы
и диэлектрической проницаемости. Для
создания конденсатора большой емкости
необходимо увеличить площадь пластин
и уменьшить толщину слоя диэлектрика.
Назначение конденсаторов
Накапливать на короткое время заряд или энергию для быстрого изменения потенциала.
Не пропускать постоянный ток.
В радиотехнике: колебательный контур, выпрямитель.
Фотовспышка.
Параллельное соединение конденсаторов |
|
Обкладки конденсаторов соединяют попарно, т.е. в системе остается два изолированных проводника, которые и представляют собой обкладки нового конденсатора |
|
|
|
Вывод: При параллельном соединении конденсаторов
Т.о., общая емкость больше емкости любого из параллельно соединенных конденсаторов |
|
Последовательное соединение конденсаторов |
|
Производят только одно соединение, а две оставшиеся обкладки - одна от конденсатора С1 другая от конденсатора С2 - играют роль обкладок нового конденсатора. |
|
|
|
Вывод: При последовательном соединении конденсаторов
Т.о., общая емкость меньше емкости любого из последовательно соединенных конденсаторов. |
|
