7. Электроемкость. Конденсаторы.

Электроемкость - характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд. - не зависит от q и U. - зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками.

Единицы измерения в СИ: ( Ф - фарад )

Конденсатор представляет собой систему из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Проводники наз. 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.

8. Соединения конденсаторов. Применение конденсаторов.

Если необходимо увеличить общую емкость конденсаторов, то их соединяют между собой параллельно (рис. 9, а). При этом способе соединения общая площадь пластин увеличивается по сравнению с площадью пластины каждого конденсатора. Общая емкость конденсаторов, соединенных параллельно, равна сумме емкостей отдельных конденсаторов и вычисляется по формуле

С общ=С1 + С2+С3+   •••       

Это можно подтвердить следующим образом.

Соединенные параллельно конденсаторы находятся под одним и тем же напряжением, равным U вольт, а общий заряд этих конденсаторов равен q кулонов. При этом каждый конденсатор соответственно получает заряд q₁, q₂, q_3, и т. д. Следовательно,

                    q_общ = q₁ + q₂ + q₃ + •••    

Из формулы (8) вытекает, что заряд

                       q_общ = С_общ U                             

а заряды  q₁ = С₁U; q₂ = С₂U; q₃ = С₃U. Подставив эти выражения в формулу (11), получим:

С_общ U= С₁U + С₂U + С₃U.

Разделив левую и правую части этого равенства на равную для всех конденсаторов величину U, после сокращения найдем:

С_общ = С₁ + С₂ + С₃ Применение конденсаторов Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.

• Конденсаторы используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п.

• В фотовспышках, электромагнитных ускорителях, импульсных лазерах с оптической накачкой.

• Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии.

• В промышленной электротехнике конденсаторы используются для компенсации реактивной мощности и в фильтрах высших гармоник.

• ИП влажности воздуха, древесины (изменение состава диэлектрика приводит к изменению ёмкости).

9. Энергия системы зарядов. Энергия заряженного уединенного проводника. Энергия заряженного конденсатора.

Энергия системы зарядов.

Электростатические силы взаимодействия консервативны; следовательно, система зарядов обладает потенци­альной энергией.

j12 и j21 — соответственно потенциалы, создаваемые зарядом Q2 в точке нахождения заряда Q1 и зарядом Q1 в точке нахождения заряда Q2.

поэтому W1 = W2 = W и

Добавляя к системе из двух зарядов последовательно заряды Q3, Q4, ... , можно убедиться в том, что в случае n неподвижных зарядов энергия взаимодействия системы зарядов равна

где ji — потенциал, создаваемый в той точке, где находится заряд Qi, всеми зарядами, кроме i-го.