Физика_2 часть / Физика2 / Ответы на контрольные вопросы 2

1. Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. Для одиночного проводника ёмкость равна отношению заряда проводника к его потенциалу в предположении, что все другие проводники бесконечноудалены и что потенциал бесконечно удалённой точки принят равным нулю. В математической форме данное определение имеет вид

 где Q — заряд, U — потенциал проводника.

Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью  каждая, расположенных на расстоянии  друг от друга, в системе СИ выражается формулой: 

2. 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 радиуса R равна (в системе СИ):

C = 4πε₀εR.

Понятие ёмкости также относится к системе проводников, в частности, к системе двух проводников, разделённых диэлектриком — конденсатору. В этом случае взаимная ёмкость этих проводников (обкладок конденсатора) будет равна отношению заряда, накопленного конденсатором, к разности потенциалов между обкладками. Для плоского конденсатора ёмкость равна:

3. a)Будет неизменна.

б) Будет увеличиваться, если увеличивается диэлектрическая проницаемость и уменьшается расстояние между обкладками, и уменьшатся в обратном случае.

4. Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.

 или 

Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади.

При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы, так как от источника питания они поступают только на внешние электроды, а на внутренних электродах они получаются только за счёт разделения зарядов, ранее нейтрализовавших друг друга. Общая ёмкость батареипоследовательно соединённых конденсаторов равна

 или 

Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.

Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.

5. При параллельном соединении конденсаторов напряжение между пластинами каждого конденсатора одно и то же. Общий заряд при таком соединении складывается из зарядов на каждом конденсаторе. Потому, по сравнению с единичным конденсатором, заряд будет увеличиваться, а напряжение будет неизменно.

При последовательном со­единении каждый конденсатор не­зависимо от величины его ем­кости получит один и тот же за­ряд. Напряжение,   приложенное   ко   всей   батарее   конденсаторов, равно сумме напряжений на пластинах каждого конденсатора. Потому, по сравнению с единичным конденсатором, заряд будет уменьшаться, а напряжение будет неизменно.

6. Интегратором тока измеряют заряд на обкладках конденсатора.

Напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов.

7. Используют для правильной градуировки интегратора.

8. Определяется отношением произведения емкости эталонного конденсатора на его напряжение к напряжению интегратора.

9.