в чем измеряется емкость тока

Что такое электрическая ёмкость?

Одним из важных параметров, учитываемых в электрических цепях, является электрическая емкость – способность проводников накапливать заряды. Понятие емкости применяется как для уединенного проводника, так и для системы, состоящей из двух и более проводников. В частности, емкостью обладают конденсаторы, состоящие из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком или электролитом.

Для накопления зарядов широко применяютсяаккумуляторы, используемые в качестве источников постоянного тока для питания различных устройств. Количественной характеристикой, определяющей время работы аккумулятора, является его электроемкость.

Определение

Если диэлектрик, например, эбонитовую палочку, наэлектризовать трением то электрические заряды сконцентрируются в местах соприкосновения с электризующим материалом. При этом, другой конец палочки можно насытить зарядами противоположно знака и такая наэлектризованность будет сохраняться.

Совсем по-другому ведут себя проводники, помещенные электрическое поле. Заряды распределяются по их поверхности, образуя некий электрический потенциал. Если поверхность ровная, как у палочки, то заряды распределятся равномерно. Под действием внешнего электрического поля в проводнике происходит такое распределение электронов, чтобы внутри его сохранялся баланс взаимной компенсации негативных и позитивных зарядов.

Внешнее электрическое поле притягивает электроны на поверхность проводника, компенсируя при этом положительные заряды ионов. По отношению к проводнику имеет место электростатическая индукция, а заряды на его поверхности называются индуцированными. При этом на концах проводника плотность зарядов будет несколько выше.

На металлическом шаре заряды распределяются равномерно по всей поверхности. Наличие полости любой конфигурации абсолютно не влияет на процесс распределения.

Однако, если проводник убрать из зоны действия поля, то его заряды перераспределятся таким образом, что он снова станет электрически нейтральным.

На рисунке 1 изображена схема заряженного разнополюсного диэлектрика и проводника, удалённого из зоны действия электростатического поля. Благодаря тому, что диэлектрик сохраняет полученные заряды, уединенный проводник восстановил свою нейтральность.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость токаРис. 1. Распределение зарядов

Интересное явление наблюдается с двумя проводниками, разделенными диэлектриком. Если одному из них сообщить положительный заряд, а другому – отрицательный, то после убирания источника электризации заряды на поверхности проводников сохранятся. Заряженные таким образом проводники обладают разностью потенциалов.

Заряды, накопившиеся на диэлектрике, уравновешивают внутренние взаимодействие в каждом из проводников, не позволяя им разрядиться. Величина заряда зависит от площади поверхности параллельных проводников и от свойства диэлектрика, расположенного между ними.

Свойство сохранять накопленный заряд называется электроемкостью. Точнее говоря, – это характеристика проводника, физическая величина определяющая меру его способности в накоплении электрического заряда.

Накопленное электричество можно снять с проводников путем короткого замыкания их или через нагрузку. С целью увеличения емкости на практике применяют параллельные пластины или же длинные полоски тонкой фольги, разделённой диэлектриком. Полоски сворачивают в тугой цилиндр для уменьшения объема. Такие конструкции называют конденсаторами.

На рисунке 2 изображена схема простейшего конденсатора с плоскими обкладками.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость токаРис. 2. Схема простого конденсатора

Существуют конденсаторы других типов:

Важной характеристикой конденсатора, как и других накопительных систем, является его электрическая емкость.

Формулы

На рисунке 3 наглядно показано формулы для определения емкости, в т. ч. и для сферы.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока Рис. 3. Электроёмкость проводника

По отношению к конденсатору, для определения его емкости применяют формулу: C = q/U. То есть, эта величина прямо пропорциональна заряду одной из обкладок и обратно пропорциональна разнице потенциалов между обкладками (см. рис. 4).

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока Ёмкость конденсатора

О других способах определения ёмкости конденсатора читайте в нашей статье: https://www.asutpp.ru/kak-opredelit-emkost-kondensatora.html

Единицы измерения

За единицу измерения величины электроемкости принято фараду: 1 Ф = 1 Кл/1В. Поскольку фарада величина огромная, то для измерения емкости на практике она мало пригодна. Поэтому используют приставки:

Например, электрическая емкость 1 мкф = 0,000001 Ф. Параметр зависит от геометрических размеров, конфигурации проводника и материала диэлектрика.

Уединенный проводник и его емкость

Уединенным называют проводник, влиянием на который других элементов цепей можно пренебречь. Предполагается, что все другие проводники бесконечно удалены от него, а как известно, потенциал точки, бесконечно удаленной в пространстве, равен 0.

Электрическую емкость C уединенного проводника, определяют как количество электричества q, которое требуется для повышения электрического потенциала на 1 В: С = q/ϕ. Параметр не зависит от материала, из которого изготовлен проводник.

Конденсаторы постоянной и переменной емкости

Эра накопителей электричества началась с воздушных конденсаторов. Благодаря плоскому конденсатору с большой площадью обкладок физики смогли понять, как взаимная емкость регулируется площадями пластин, что позволило им создать конденсаторы с переменной емкостью (см. рис. 5).

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость токаРис. 5. Конденсатор переменной емкости

Идея изменения емкости состояла в том, чтобы путем поворота плоской обкладки изменять площадь поверхности, которая располагается напротив другой пластины. Если обкладки располагались точно друг против друга, то напряженность поля между ними была максимальной. При смещении одной из пластин на некоторый угол, напряженность уменьшалась, что приводило к изменению емкости. Таким образом, можно было плавно управлять накопительной способностью конденсатора.

Детали с переменной емкостью нашли применение в первых радиоприемниках для поиска частоты нужной станции. Данный принцип используется по сегодняшний день в различных аналоговых электрических схемах.

Большую популярность приобрели электролитические конденсаторы. В качестве одной из обкладок у них используется электролит, обладающий высокими показателями диэлектрической проницаемости. Благодаря диэлектрическим свойствам электролитов такие конденсаторы обладают большими емкостями.

Главные их преимущества электролитического конденсатора:

Недостатки:

Высокую электрическую прочность имеют плоские конденсаторы, у которых в качестве диэлектрического материала применяется керамика. Они используются в цепях с переменным током и выдерживают большие напряжения.

Сегодня промышленность поставляет на рынок множество конденсаторов различных типов, с высокими показателями проницаемости диэлектриков.

Аккумуляторы и электроемкость

Накопители электричества большой емкости (аккумуляторы) состоят из положительных и негативных пластин, погруженных в электролит. Во время зарядки часть атомов электролита распадается на ионы, которые оседают на пластине. Образуется разность потенциалов между пластинами, что является причиной возникновения ЭДС при подключении нагрузки.

С целью увеличения напряжения аккумуляторы последовательно соединяют в батареи. Разница потенциалов одной секции около 2 В. Для получения аккумулятора на 6 В необходимо создать батарею из трех секций, а на 12 В – батарею из 6 секций.

Для характеристики аккумуляторов (батарей) используются параметры:

Единицей емкости аккумулятора является ампер-час (А*ч) или кратные ей миллиампер-часы (мА*ч). Емкость аккумулятора зависит от площади пластин. Увеличить емкость можно путем параллельного подключения нескольких секций, но такой способ почти не применяется, так как проще и надежнее создать аккумулятор с большими пластинами.

Источник

Электрическая емкость

Электрическая емкость

Классическая электродинамика
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Магнитное поле соленоида
Электричество · Магнетизм

Электростатика
Закон Кулона
Теорема Гаусса
Электрический дипольный момент
Электрический заряд
Электрическая индукция
Электрическое поле
Электростатический потенциал
Магнитостатика
Закон Био — Савара — Лапласа
Закон Ампера
Магнитный момент
Магнитное поле
Магнитный поток
Электродинамика
Диполь
Потенциалы Лиенара — Вихерта
Сила Лоренца
Ток смещения
Униполярная индукция
Уравнения Максвелла
Электрический ток
Электродвижущая сила
Электромагнитная индукция
Электромагнитное излучение
Электромагнитное поле
Электрическая цепь
Закон Ома
Законы Кирхгофа
Индуктивность
Радиоволновод
Резонатор
Электрическая ёмкость
Электрическая проводимость
Электрическое сопротивление
Электрический импеданс
Ковариантная формулировка
Тензор электромагнитного поля
Тензор энергии-импульса
4-ток · 4-потенциал
Известные учёные
Генри Кавендиш
Майкл Фарадей
Андре-Мари Ампер
Густав Роберт Кирхгоф
Джеймс Клерк (Кларк) Максвелл
Генри Рудольф Герц
Альберт Абрахам Майкельсон
Роберт Эндрюс Милликен

Электрическая ёмкость — характеристика проводника, характеризующая его способность накапливать электрический заряд. Ёмкость определяется как отношение величины заряда проводника к потенциалу проводника. Ёмкость обозначается как C.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

где Q — заряд, в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока — потенциал.

В системе СИ ёмкость измеряется в фарадах. В системе СГС в сантиметрах.

Для одиночного проводника ёмкость равна отношению заряда проводника к его потенциалу в предположении, что все другие проводники бесконечно удалены и что потенциал бесконечно удаленной точки принят равным нулю. Она определяется геометрическими размерами и формой проводника и электрическими свойствами окружающей среды (её диэлектрической проницаемостью) и не зависит от материала проводника. К примеру, ёмкость в вакууме проводящего шара радиуса R равна (в системе СИ):

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Понятие ёмкости также относится к системе проводников, в частности, к системе двух проводников, разделённых диэлектриком — конденсатору. В этом случае взаимная ёмкость этих проводников (обкладок конденсатора) будет равна отношению заряда, накопленного конденсатором, к разности потенциалов между обкладками. Для плоского конденсатора ёмкость равна:

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Полезное

Смотреть что такое «Электрическая емкость» в других словарях:

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ — (С) величина, характеризующая способность проводника удерживать электрический заряд. Для уединенного проводника С = Q/j, где Q заряд проводника, j его потенциал. Электрическая емкость конденсатора С = Q/(j1 j2), где Q абсолютная величина заряда… … Большой Энциклопедический словарь

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ — электроемкость, величина, характеризующая способность тела воспринимать электр. заряды и представляющая собой количество электричества, к рым нужно зарядить тело для того, чтобы потенциал его повысить на единицу (1 в). Э. е. проводящего тела,… … Технический железнодорожный словарь

электрическая емкость — elektrinė talpa statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas laidininko ar laidininkų sistemos elektros krūvio q ir jo (jos) potencialo u dalmeniu: C = q/u. Priklauso nuo laidininkų pavidalo, matmenų, tarpusavio … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

электрическая емкость — elektrinė talpa statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis laidininko gebėjimą sukaupti elektros krūvį. atitikmenys: angl. electric capacitance; electrical capacitance rus. электрическая емкость … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

электрическая емкость (знакосинтезирующего индикатора) — C Статическая емкость знакосинтезирующего индикатора, измеренная при отсутствии свечения в элементах отображения. [ГОСТ 25066 91] Тематики индикаторы знакосинтезирующие … Справочник технического переводчика

Электрическая емкость проводника — скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд, равная отношению электрического заряда проводника к его электрическому потенциалу в предположении, что все другие проводники бесконечно удалены и что… … Официальная терминология

(электрическая) емкость конденсатора — 112 (электрическая) емкость конденсатора Электрическая емкость между электродами электрического конденсатора Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

электрическая емкость (знакосинтезирующего индикатора) — 89 электрическая емкость (знакосинтезирующего индикатора); С: Статическая емкость знакосинтезирующего индикатора, измеренная при отсутствии свечения в элементах отображения. Источник: ГОСТ 25066 91: Индикаторы знакосинтезирующие. Термины,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

(Электрическая) емкость конденсатора — 1. Электрическая емкость между электродами электрического конденсатора Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий … Телекоммуникационный словарь

Источник

Электроемкость. Конденсаторы

Что такое электроемкость проводников

В рамках темы данной статьи нам больше всего интересна такая разность потенциалов между проводниками, когда их заряды противоположны по знаку, но равны друг другу по модулю. В таком случае мы можем ввести новое понятие – электрическая емкость (электроемкость).

Электрической емкостью системы, состоящей из двух проводников, называется отношение заряда одного проводника ( q ) к разности потенциалов между этими двумя проводниками.

Конфигурации и размеры проводников, а также свойства диэлектрика определяют величину электроемкости заданной системы. Наибольший интерес для нас представляют проводники особой формы, называемые конденсаторами.

Конденсатор – это проводник, конфигурация которого позволяет локализовать (сосредотачивать) электрическое поле в одной выделенной части пространства. Проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками.

Если мы возьмем две плоские пластины из проводящего материала, расположим их на небольшом расстоянии друг от друга и проложим между ними слой диэлектрика, то мы получим простейший конденсатор, называемый плоским. При его работе электрическое поле будет располагаться преимущественно в промежутке между пластинами, но небольшая часть этого поля будет рассеиваться вокруг них.

Часть электрического поля вблизи конденсатора называется полем рассеяния.

Иногда в задачах мы можем не учитывать его и работать только с той частью электрического поля, которое расположено между обкладками. Однако пренебрегать полем рассеяния допустимо далеко не всегда, поскольку это может привести к ошибочным расчетам из-за нарушения потенциального характера электрического поля.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Модуль напряженности электрического поля, которое создает каждая обкладка в плоском конденсаторе, выражается соотношением следующего вида:

Как рассчитать электроемкость конденсатора

Электрическая емкость плоского конденсатора – величина, обратно пропорциональная расстоянию между обкладками и прямо пропорциональная их площади.

Заполнение пространства между проводниками диэлектрическим материалом может увеличить электроемкость плоского конденсатора в число раз, кратное undefined.

Введем обозначение емкости в виде буквы С и запишем это в виде формулы:

Данная формула называется формулой электроемкости плоского конденсатора.

Конденсаторы бывают не только плоскими. Возможны и другие конфигурации, также обладающие специфическими свойствами.

Обозначим проницаемость диэлектрического материала как ε и запишем формулы, по которым можно найти электрическую емкость конденсаторов:

Как рассчитать электроемкость батареи конденсаторов

Если мы соединим несколько проводников между собой, то мы получим конструкцию, называемую батареей.

С = q 1 + q 2 U или C = C 1 + C 2

Если в батарее конденсаторов элементы соединены параллельно, то для нахождения общей электроемкости нам нужно сложить емкости ее отдельных элементов.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

C = q U 1 + U 2 или 1 C = 1 C 1 + 1 C 2

Если конденсаторы в батарее соединены последовательно, то для нахождения общей электроемкости нам нужно сложить величины, обратные емкостям каждого из них.

Справедливость обеих формул, приведенных выше, не зависит от количества конденсаторов в батарее.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Источник

Содержание:

Электроемкость:

Сообщая телу определенный заряд, мы изменяем его потенциал. Это изменение непосредственно связано со значением заряда, сообщаемого телу.

Для исследования зависимости потенциала тела от его заряда проведем опыт с электрометром, корпус которого соединен с поверхностью Земли. ‘Гикая система может измерять потенциал тела относительно Земли. Укрепим на стержне этого электрометра пустотелый металлический шар и будем сообщать ему заряд с помощью маленького металлического шарика на изоляционной ручке. Если коснуться заряженным шариком внутренней поверхности металлического шара, то весь его заряд перейдет на шар, а стрелка электрометра покажет увеличение потенциала шара. Последовательно повторяя опыт с переносом заряда на большой шар, заметим, что каждый раз его потенциал увеличивается (рис. 1.28).

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Применяя более точные способы измерения заряда и потенциала, можно установить, что потенциал возрастает пропорционально возрастанию заряда. Потенциал пропорционален заряду шара. Результаты одного из таких опытов отражены на графике (рис 1.29).

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Если ни стержне электрометра укрепим шар большего (меньшего) диаметра и продолжим опыты (рис. 1.31), то увидим, что скорость зарядки изменилась, соответственно уменьшилась (увеличилась).
Процесс электризации шара большего диаметра отображен графиком на рисунке 1.32.

Сопоставив графики, которые иллюстрируют процессы зарядки шаров различных диаметров (рис. 1.30 и 1.32), увидим, что графики имеют различный наклон относительно горизонтальной оси. Это свидетельствует о том, что при одинаковых значениях заряда шары разных диаметров будут иметь разные потенциалы. Оказывается, что на князь между зарядом и потенциалом шара существенно влияют геометрические размеры шаров.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Рис. 130. Электризация шара большего диаметра

Потенциал металлического шара пропорционален его заряду; коэффициент пропорциональности для различных шаров разный.

Анализируя результаты опытов и соответствующие графики, можно сделать выводы:

Для измерения электроемкости в физике применяют единицу, которую называют фарад (Ф).

Тело имеет электроемкость в 1 фарад, если при изменении его заряда на 1 кулон потенциал изменяется па 1 вольт:
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Электроемкость 1 фарад имеют тела, у которых при изменении заряда на 1 кулон потенциал изменяется на 1 вольт.

Два шара, электроемкости которых 50 мкф и 80 мкФ, а потенциалы 120 В и 50 В соответственно, соединяют проводом. Найти потенциал шаров после соединения.

После соединения шаров произойдет перераспределение зарядов между ними так, что их потенциалы станут одинаковыми. Согласно закону сохранения электрических зарядов

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Отсюда
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

или
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Подставив значения физических величин и произведя расчеты, получим:
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Ответ: после соединения шары будут иметь потенциал 77 В.

Конденсатор

Чтобы экспериментально определить электроемкость проводника, как и его потенциал, нужно создать условия, исключающие влияние всех окружающих тел, которые, влияя па тело, изменяют его потенциал и электроемкость.

Это утверждение можно проверить опытом.
Укрепим на стержне электрометра металлический шар и сообщим ему определенный заряд. Стрелка прибора отклонится от положения равновесия и покажет определенное значение потенциала относительно земли.

Поднесем к шару металлическую пластину, соединенную проводником с землей (рис. 1.32).

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Pиc. 132. Заземленная металлическая пластина влияет на электроемкость шара

Показания стрелки электрометра уменьшатся. Поскольку заряд шара в опыте не изменялся, то уменьшение потенциала свидетельствует об увеличении электроемкости шара. Изменение потенциала и соответственно электроемкости шара будет наблюдаться и в случае изменения расстояния между шаром и пластиной.

Таким образом, определяя электроемкость тела, необходимо учитывать также наличие окружающих тел. Поскольку на практике это сделать трудно, то применяют систему из двух или более проводников произвольной формы, разделенных диэлектриком. В этом случае электрические свойства такой системы проводников и диэлектрика не зависят от окружающих тел. Такую систему называют конденсатором. Простейшим для изучения и расчетов является конденсатор из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком.

Электроемкость конденсатора, в отличие от обособленного тела, определяется по разности потенциалов между пластинами:

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Слово конденсатор обозначает накопитель. В электричестве понимают как «накопитель электрических зарядов».

Какую электроемкость имеет конденсатор, если на его обкладках накапливается заряд 50 нКл при разности потенциалов 2,5 кВ?

Решение
Используем формулу емкости конденсатора:
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Подставим значения физических величин:

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Ответ: электроемкость данного конденсатора 20 пФ.

Первый конденсатор был создан в 1745 г. голландским ученым Питером ван Мушенбруком, профессором Лейденского университета. Проводя опыты по электризации различных тел, он опустил проводник от кондуктора электрической машины в стеклянный графин с водой (рис. 1.33).

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Pиc. 133. Из истории открытия простейшего конденсатора лейденской банки

Более совершенные конденсаторы применяются в современной электротехнике и радиоэлектронике. Их можно найти в преобразователях напряжения (адаптерах), питающих постоянным электрическим током электронные приборы, в радиоприемниках и радиопередатчиках как поставные части колебательных контуров. Они применяются практически во всех функциональных узлах электронной аппаратуры. В фотовспышках конденсаторы накапливают большие заряды, необходимые для действия вспышки.

В электротехнике конденсаторы обеспечивают необходимый режим работы электродвигателей, автоматических и релейных приборов, линий электропередач и т. п.

Во многих широкодиапазонных радиоприемниках конденсаторы переменной емкости (рис. 1.34) позволяют плавно изменять собственную частоту колебательного контура н процессе поиска передачи определенной радиостанции.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Рис. 134. Конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком

Весьма распространены конденсаторы варикапы, электроемкость которых можно изменять электрическим способом. Конструктивно они весьма схожи с полупроводниковыми диодами.

Конденсаторы могут быть плоскими, трубчатыми, дисковыми. В качестве диэлектрика в них используют парафинированную бумагу, слюду, воздух, пластмассы, керамику (рис. 1.35).

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Рис. 1.35. Различные типы конденсаторов

Искусственно созданные диэлектрические материалы позволяют создавать конденсаторы больших емкостей при небольших размерах.

Электроемкость плоского конденсатора

Создадим плоский конденсатор из двух плоских пластин. Для этого одну пластину укрепим на стержне электрометра, я другую — па изоляционной подставке, присоединив ее проводником к корпусу электрометра (рис. 1.36.). В такой системе электрометр будет измерять разность потенциалов между пластинами, образующими плоский конденсатор.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Pиc. 136. Плоский конденсатор, присоединенный к электрометру

Проводя исследования, нужно помнить, что при постоянном значении заряда на пластинах уменьшение разности потенциалов свидетельствует об увеличении электроемкости конденсатора, и наоборот.

При постоянном значении заряда на пластинах уменьшение разности потенциалов свидетельствует об увеличении электроемкости конденсатора, и наоборот.

Сообщим пластинам некоторый заряд и отметим показания стрелки прибора. Когда начнем сближать пластины, уменьшая расстояние между ними, показания стрелки начнут уменьшаться. Это будет свидетельством того, что при уменьшении расстояния между пластинами электроемкость конденсатора будет увеличиваться. При увеличении расстояния между пластинами показания стрелки будут увеличиваться, что свидетельствует об уменьшении электроемкости.

Электроемкость плоского конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между его обкладками.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Эту, зависимость можно изобразить на графике как обратно пропорциональную зависимость (рис. 1.37).

Электроемкость плоского конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между его обкладками.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Pиc. 137. График зависимости электроемкости и плоского конденсатора от расстояния между пластинами

Будем смещать одну пластину относительно другой в параллельных плоскостях, не изменяя расстояния между ними. При атом площадь перекрытия между пластинами будет изменяться (рис. 1.38). Изменение разности потенциалов, отмеченное электрометром, засвидетельствует изменение электроемкости.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Pиc. 138. При расчетах электроемкости плоского конденсатора учитывают площадь перекрытия пластин

Электроемкость плоского конденсатора пропорциональна площади пластин, которые перекрываются.

Эту зависимость можно изобразить графиком прямой пропорциональной зависимости (рис. 1.39).

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Pиc. 139. График зависимости электроемкости плоского конденсатора от площади его пластин

Возвратив пластины в первоначальное положение, внесем в пространство между обкладками пластину из диэлектрика. Электрометр отметит уменьшение разности потенциалов между пластинами, что свидетельствует об увеличении электроемкости. Если внести пластину из другого диэлектрика (другая диэлектрическая проницаемость), то изменение электроемкости будет другим.

Эта зависимость изображена графиком на рисунке 1.40.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Рис. 1.40. График зависимости электроемкости плоского конденсатора от диэлектрической проницаемости диэлектрика

Электроемкость плоского конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости диэлектрика.

Соединение конденсаторов в батареи

Для получения необходимых значений электроемкости конденсаторы соединяют в батареи. На практике встречается параллельное, последовательное и смешанное соединение конденсаторов.

При параллельном соединении конденсаторов все обкладки соединяются в две группы, в каждую из которых входит по одной обкладке каждого конденсатора. На рисунке 1.41 приведена схема такого соединения. При таком соединении каждая группа обкладок имеет одинаковый потенциал.

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Pиc 1.41. Схема параллельного соединения конденсаторов

Если батарею параллельно соединенных конденсаторов зарядить, то между обкладками каждого конденсатора будет одинаковая разность потенциалов. Общий заряд батареи будет равен сумме зарядов каждого из конденсаторов, входящих в батарею:

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Если учесть, что в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость токато

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
или
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Электроемкость батареи параллельно соединенных конденсаторов равна сумме электроемкостей всех конденсаторов.

Если цепочку последовательно соединенных конденсаторов присоединить к источнику тока, то об-
кладка A1 и обкладка B1 будут иметь одинаковые по значению заряды +Q и -Q. Благодаря этому все обкладки внутри цепочки будут иметь такие же, но попарно противоположные по знаку заряды:
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока
Pиc. 1.42. Последовательное соединение конденсаторов

Вместе с тем общая разность потенциалов на концах цепочки будет равна сумме разностей потенциалов на каждом конденсаторе:
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Учитывая, что в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость токабудем иметь

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

Разделим левую и правую части равенства на Q:

в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

При последовательном соединении конденсаторов обратное значение электроемкости цепочки равно сумме обратных значений электроемкостей каждого из конденсаторов.

При последовательном соединении конденсаторов обратное значение электроемкости цепочки равно с

При последовательном соединении конденсаторов обратное значение электроемкости цепочки равно сумме обратных значений электроемкостей каждого из конденсаторов.
в чем измеряется емкость тока. Смотреть фото в чем измеряется емкость тока. Смотреть картинку в чем измеряется емкость тока. Картинка про в чем измеряется емкость тока. Фото в чем измеряется емкость тока

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *