Kapacita kondenzátoru

Dva vodiče, které jsou izolovány od sebe a umístěny v blízkosti, tvoří kondenzátor.

Vodiče tvořící kondenzátor jsou nabíjeny stejnou velikostí a různými náboji.

Rozsáhlé použití v praxi nalezne plochý kondenzátor, který se skládá ze dvou plochých paralelních plechů oddělených dielektrickou vrstvou. Vzdálenost mezi deskami je malá v porovnání s jejich rozměry. Kondenzorové desky se nazývají kondenzátorové desky.

Chcete-li nabíjet desky se stejnými protilehlými náboji, můžete je připojit k pólům elektrického stroje. Poté záporný náboj přejde na jeden talíř, zatímco druhý dostane kladný náboj.

Jeden z desek můžete připojit k pólu stroje a druhý k zemi; Potom na druhé desce, indukcí, bude mít náboj se stejným nábojem a bude se rovnat náboji první náboje. Pokud je deska A kladně nabitá, pak deska B je nabitá negativně indukcí; Pozitivní náboj desky B je neutralizován elektrony, které proudí na desku od země, což je prakticky nevyčerpatelný zdroj. Když je kladný náboj B přitahován k kladně nabité desce A, bude umístěn podél vnitřní plochy desky směřující A.

Pokud je deska A nabitá negativně, pak volné elektrony desky B odpuzují desku A a jdou na zem, deska B je nabitá kladně.

V obou případech jsou náboje soustředěny pouze na povrchy A a B, které směřují k sobě.

Neprítomnost nábojů na vnějším povrchu umožňuje úplné přenášení nábojů na kondenzátor pomocí vnějších stran desek. Nabíjení kondenzátoru je určeno nabití jedné z jeho desek, protože na druhé straně indukcí je náboj stejného rozsahu.

Připojíme jednu desku kondenzátoru k tyči elektroměru a druhá deska a tělo elektroměru jsou uzemněny. Pomocí testovací koule přeneseme náboj do kondenzátoru sériově v rovnoměrných částech. Všimneme si, že když se násobek zvýší o 2, 3, 4 nebo vícekrát, v 2, 3, 4 nebo vícenásobném se zvýší potenciální rozdíl kondenzátoru.

Tato hodnota, která se měří poměrem náboje kondenzátoru k potenciálnímu rozdílu jeho desek (nebo desek), je kapacita kondenzátoru.

Označením písmenem C můžeme psát:

C = q / (φ1 - φ2).

Elektrické pole kondenzátoru je prakticky koncentrováno mezi desky uvnitř, takže okolní tělesa neovlivňují kapacitu kondenzátoru.

Uděláme experiment. Vezměte plochý kondenzátor složený ze dvou kovových desek A a B, upevněných na izolátorech.

Připojíme desku A k elektroměru a deska B je uzemněna. Nabíjíme desku A, elektroměr zaznamená určitý rozdíl v potenciálech kondenzátoru. Pokud přiblížíme desku B k A, pak vidíme, že potenciální rozdíl desek klesá.

Snížení potenciálního rozdílu desek kondenzátoru s nezměněným nábojem na něm znamená zvýšení jeho kapacity.

Takže kapacita plochého kondenzátoru bude větší, čím menší je vzdálenost mezi deskami nebo menší tloušťka dielektrika uzavřeného mezi deskami.

Přemístěním desky B vzhledem k desce A nahoru a dolů změníme plochy desek, které se navzájem překrývají. Při sledování měření elektroměru lze zjistit, že čím větší je plocha vzájemně se překrývajících desek kondenzátoru, tím větší je jeho kapacita. Čím větší je plocha kondenzátorových desek, tím vyšší je náboj, který se na ně soustředí za danou potenciální rovnost.

Uděláme ještě jednu zkušenost. Chcete-li to provést, uspořádejte desky kondenzátoru A a B v určité vzdálenosti od sebe a nabíjejte desku A.

Poznamenejte si velikost potenciálního rozdílu, když vzduch působí jako dielektrikum. Nyní umístíme mezi desky skleněnou tabuli nebo jiný dielektrikum; Vidíme, že potenciální rozdíl s nimi klesá. Chcete-li jej zvednout na svou předchozí úroveň, musíte přidat desku na desku A. Z toho vyplývá, že výměna vzduchové vrstvy mezi deskami kondenzátoru jiným dielektrikem zvyšuje jeho kapacitu.

Nechť C0 je kapacita kondenzátoru, když mezi jeho deskami je prázdný nebo vzduch a C je jeho kapacita s použitím dielektrika.

Rozdělením C a C0 zjistíme dielektrickou permitivitu dielektrika :

Ԑ = С / Сo.

Čím je větší permitivita dielektrika, tím větší je kapacitní kapacita kondenzátoru .