І. Плоский конденсатор.

Якщо обкладки конденсатора мають форму паралельних між собою пластин, то його називають плоским (рис. 139). Площа пластин конденсатораSі якщо лінійні розміри пластин великі порівняно зd, то електричне поле між пластинами можна вважати еквівалентним полю між двома нескінченними площинами, які заряджені різнойменно і поверхневі густини яких дорівнюють і . Крім того, відстаньd повинна бути настільки малою, щоб порушення однорідності поля поблизу його країв можна було не брати до уваги.

Напруженість електричного поля і різниця потенціалів між обкладками конденсатора в цьому випадку дорівнюють:

,,

де - відносна діелектрична проникність середовища, що заповнює простір між пластинами.

Отже, ємність плоского конденсатора:

.

Ємність конденсатора, який має шаруватий діелектрик (рис. 140), визначають за формулою:

.

Іі. Циліндричний конденсатор.

Циліндричний конденсатор утворюють дві металеві трубки різних радіусів, вставлені одна в одну аксіально, тобто так, що їх осі збігаються, і розділені шаром діелектрика (рис. 141). Поза конденсатором поля, створені внутрішньою і зовнішньою обкладками, взаємно знищуються. Поле створюється між обкладками тільки зарядом циліндра радіусом , оскільки заряд зовнішнього циліндра всередині конденсатора не створює електричного поля. Різниця потенціалів між обкладками циліндричного конденсатора

.

Тоді ємність циліндричного конденсатора

.

Якщо шар діелектрика дуже тонкий, то

і

.

Але площа обкладки циліндричного конденсатора. В результаті

.

Коли обкладки циліндричного конденсатора розділені дуже тонким шаром діелектрика, його електроємність з достатньою точністю можна обчислити за формою плоского конденсатора.

Ііі. Сферичний конденсатор.

Обкладки такого конденсатора – це дві концентричні провідні сфери з радіусами і , розділені тонким шаром діелектрика завтовшкиd(рис. 142) і . Поля поза конденсатором, створені внутріш­ньою та зовнішньою обкладками, взаємно знищуються. Поле між обкладками створюється зарядомqкулі радіусом , а заряд зовнішньої кулі всередині цієї кулі не створює електричного поля. Різниця потенціалів між обкладками конденсатора дорівнює

.

Тоді електроємність сферичного конденсатора

Якщо товщина шару діелектрика dмала, то можна вважати . Тоді

,

де - площа обкладки конденсатора.

Коли сферичний конденсатор має дуже тонкий шар діелектрика, його електроємність можна обчислювати за формулою ємності плоского конденсатора.

Конденсатор характеризується не лише електроємністю, а й „пробивною напругою” – різницею потенціалів між його обкладками, при якій може відбутися пробій, тобто електричний розряд через шар діелектрика в конденсаторі. Величина пробивної напруги залежить від властивос­тей діелектрика, його товщини і форми обкладок.

Для збільшення ємності і варіювання її можливих значень конденсатори з’єд­нують в батареї.

Паралельне з’єднання конденсаторів.

Щоб отримати велику електроємність, кілька конденсаторів з’єднують в батарею так, щоб всі позитивно заряджені обкладки мали один спільний електрод, а заряджені негативно – інший (рис. 143). Таке з’єднання називається паралельним. При цьому кілька конденсаторів немовби замінюють одним, у якого площа обкладок дорівнює сумі площ обкладок складових конденсаторів.

Різниця потенціалів між обкладками всіх конденсаторів ,, , незалежно від ємності, однакова і дорівнює різниці потенціалів . При цьому на кожному з них містяться заряди:

, , …, .

Заряд всієї батареї розподіляється між обкладками конденсатора так, що

,

або

.

Крім того, заряд qбатареї можна виразити через її електроємність та напругу на її клемах:

.

Прирівнюючи два вирази для заряду q, отримуємо

.

Якщо батарея складається з nоднакових паралельно з’єднаних конденсаторів ємністюCкожен, то її електроємність

.

З’єднувати паралельно доцільно такі конденсатори, у яких однакова робоча напруга.