6. Связь между напряжением и напряженностью однородного электрического поля.

Напряженность в произвольной точке электростатического поля численно равна изменению потенциала, приходящемуся на единицу длины силовой линии: .

Вектор напряженности всегда направлен в сторону убывания потенциала.

Для однородного поля:

где d – расстояние между точками 1 и 2, – напряжение.

7. Электроемкость. Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора. Соединение конденсаторов.

При увеличении заряда проводника его потенциал увеличивается прямо пропорционально заряду: .

Коэффициент пропорциональности С называется электроемкостью уединенного проводника. Величина емкости не зависит ни от материала, из которого сделан проводник, ни от величины заряда и потенциала, а определяется формой, линейными размерами проводника и диэлектрическими свойствами среды (ε), в которой этот проводник находится: .

Электроемкость уединенного проводника – скалярная физическая величина, численно равная заряду, который изменяет потенциал проводника на одну единицу (1В).

Единица емкости : (фарад).

Фарад – электрическая емкость такого проводника, которому для повышения потенциала на 1 В необходимо сообщить заряд 1 Кл. Это очень большая величина, поэтому обычно пользуются такими величинами:

; ;

Емкость уединенного шара радиусом R : .

Взаимной емкостью двух проводников называется физическая величина, численно равная заряду q, который нужно перенести с одного проводника на другой, чтобы изменить на единицу разность потенциалов между ними: , .

Взаимная емкость зависит от геометрической формы, линейных размеров, взаимного расположения проводников, диэлектрической проницаемости среды и не зависит от материала проводников.

Конденсатор – система из двух разделенных диэлектриком проводников, заряженных противо­положными зарядами и называемых обкладками.

Емкость конденсатора: ,

где U – напряжение на конденсаторе, q – его заряд.

1. Емкость плоского конденсатора: ,

где S - площадь обкладки; d -расстояние между пластинами.

2. Е мкость батареи конденсаторов (параллельно соединенные конденсаторы) В этом случае заряд i-го конденсатора , где U – напряжение на клеммах конденсаторов, одинаковое для всех параллельно соединенных конденсаторов и для всей батареи.

Заряд всей батареи равен сумме зарядов всех конденсаторов: .

При параллельном соединении конденсаторов их общая электрическая емкость равна сумме электрических емкостей всех конденсаторов, входящих в батарею:

3. Е мкость последовательно соединенных конденсаторов. В этом случае заряды всех конденсаторов одинаковы и равны заряду q батареи. Напряжение U на всей батарее равно сумме напряжений на каждом из конденсаторов: .

При последовательном соединении конденсаторов величина, обратная электрической емкости батареи, равна сумме величин, обратных электрическим емкостям всех конденсаторов, входящих в батарею:

В этом случае общая емкость всегда меньше, чем наименьшая емкость конденсатора, входящего в батарею.