Электроемкость уединенного проводника

Как было показано в разд. 2.19, заряженный проводник эквипотенциален, а избыточный заряд определённым образом распределён по его поверхности.

Характер распределения заряда по поверхности уединённого проводника зависит от формы проводника.

Если сообщить проводнику дополнительный заряд, то он распределится по его поверхности подобно первой порции заряда, поскольку форма проводника, по условию, не изменяется.

Но это означает, что при увеличении заряда уединённого проводника в п раз во столько же раз увеличится и напряжённость поля, созданного проводником.

Эго, в свою очередь, означает, что в п раз возрастёт и работа, необходимая для перемещения пробного заряда из бесконечности к проводнику, т. е. его (проводника) потенциал.

Следовательно, заряд проводника и его потенциал прямо пропорциональны друг другу.

Отношение заряда проводника к его потенциалу называется электроёмкостью (или просто ёмкостью) уединённого проводника:

Единицей измерения электроёмкости в Си является кулон на вольт (Кл/В = Ф (фарад)).

Следует заметить, что на практике используются меньшие величины единицы ёмкости. Это микрофарад (1мкФ =110 ⁶Ф) и пикофарад (1пФ= 1 • 10 ¹²Ф), идр.

Важно отметить, что ёмкость проводника зависит от окружающих его тел.

Это объясняется тем, что окружающие тела значительно влияют на поле, созданное проводником, за счёт индуцированных в окружающих телах зарядов. Например, при приближении к положительно заряженной плоскости другого проводника, на нём происходит перераспределение зарядов: на ближайшей к заряженной плоскости поверхности скапливаются отрицательные заряды, на удаленной — положительные. Эти заряды создают электрическое поле, которое, в свою очередь, влияет на распределение зарядов на плоскости.

Поскольку отрицательные заряды в данном случае расположены к плоскости ближе, их влияние сильнее и потенциал плоскости понизится. Это означает, что емкость плоскости растёт.

Полученный вывод является общим: электрическая емкость проводника, окруженного другими проводниками, всегда больше ёмкости такого же уединённого проводника.