Электрическая емкость проводника
Емкость — это скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрические заряды. Так как заряды распределяются на внешней поверхности проводника, то емкость зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния и наличия полостей внутри проводника. Единицей емкости в СИ является фарад (Ф): 1 фарад — это емкость проводника, потенциал которого… Читать ещё >
Электрическая емкость проводника (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Рассмотрим уединенный проводник, удаленный от других проводников, тел и зарядов. Если на него подать какой-либо заряд, то проводник будет обладать неким потенциалом. Опыт показывает, что разные проводники, будучи одинаково заряженными, имеют различные потенциалы, зависящие от геометрии проводника. Если проводнику сообщить заряд q, то он распределится по поверхности так, что напряженность поля внутри проводника окажется равной нулю. Зная распределение заряда, можно с помощью принципа суперпозиции найти потенциал и напряженность поля в любой точке.
Если поместить на этот же проводник вдвое больший заряд, то он распределится по поверхности проводника точно так же, причем заряды в любой точке поверхности возрастут вдвое. При этом и потенциал в каждой точке возрастет пропорционально заряду проводника, так что потенциал пропорционален заряду. Поэтому для уединенного проводника можно ввести понятие электрической емкости (или просто емкости) проводника как отношение заряда на проводнике к его потенциалу:
Емкость — это скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрические заряды. Так как заряды распределяются на внешней поверхности проводника, то емкость зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния и наличия полостей внутри проводника. Единицей емкости в СИ является фарад (Ф): 1 фарад — это емкость проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда 1 Кл.
Так, потенциал уединенной сферы (и шара) радиуса г в соответствии.
q
с формулой (17.26) равен ф =-. Отсюда по определению можно най;
4яг0г ти емкость уединенного шара в вакууме как.
В диэлектрике поле ослабляется в е раз. Пропорционально уменьшаются напряженность поля и потенциал:
так что емкость уединенного шара в диэлектрике равна.
Несложно посчитать, что емкостью в 1 Ф обладает в вакууме уединенный шар, имеющий радиус 10 млн км, а емкость шарообразной Земли по той же формуле составляет всего 0,7 мФ. Так что фарад — большая величина, поэтому чаще используют микрофарады, нанофарады, пикофарады.
Приведем еще один пример. Если считать емкость тела человека равной емкости электропроводящего шара того же объема, то, как несложно показать, ее можно оценить в величину порядка 10 11 Ф.