Емкость, конденсаторы

Способность разных тел воспринимать больший или меньший электрический заряд при одном и том же потенциале, образующемся на их поверхности, называется емкостью. Во многих случаях бывает удобным размещать большие заряды в малых объемах. Для этой цели пользуются конденсаторами. Точное значение слова конденсатор—„сгуститель". В конденсаторах имеются две проводящие системы (обкладки), разделенные слоем диэлектрика, чаще всего небольшой толщины. При таком устройстве положительный и отрицательный заряды на противолежащих обкладках, взаимно притягиваясь, связывают друг друга, вследствие чего конденсаторы сравнительно небольших размеров могут вмещать в себя значительные заряды, т. е. обладают большой емкостью. Чем больше заряд конденсатора, тем выше разность потенциалов, или напряжение, на его обкладках. Единицей емкости является фарада (ф). Это емкость такого конденсатора, напряжение на обкладках которого изменяется на один вольт при изменении заряда на один кулон. Формула, выражающая связь между фарадой, кулоном и вольтом и позволяющая по двум известным величинам определять неизвестную третью, такова:

Емкость, конденсаторы

Пример. Чему равна емкость конденсатора С, у которого заряд Q =0,001 к создал напряжение Е на его обкладках в 100 в?

Емкость, конденсаторы

Ни тел ни конденсаторов емкостью в несколько или даже в одну фараду нигде не встречается — так огромна эта величина. Земной шар, например, обладает емкостью всего лишь 0,000707 ф. В практике применяются конденсаторы в миллионы раз меньших емкостей, поэтому употребительными единицами служат микрофарада (мкф) и микромикрофарада (мкмкф), или пикофарада (пф), 1 фарада =106 микрофарад = 1012 пикофарад.

В зарубежной литературе ф, мкф и мкмкф обозначаются соответственно F, μF и μμF или рF

Существует еще одна малая единица емкости, называемая сантиметром (см). О ней следует упомянуть, несмотря на то, что в практических расчетах теперь сантиметры применяются редко. „Сантиметр емкости" —это емкость находящегося в свободном пространстве проводящего шарика, радиус которого равен одному сантиметру длины. Емкости всех шаров прямо пропорциональны их радиусам, поэтому, например, емкость земного шара не требуется кропотливо вычислять, достаточно лишь выразить в сантиметрах его радиус. Для точного перевода сантиметров емкости в фарады и их доли пользуются соотношением 1 ф = 9·1011 см.

Силы взаимного притяжения или отталкивания двух заряженных тел, разделенных воздухом или пустотою, возрастают после введения в промежуток твердого или жидкого диэлектрика. Степень увеличения взаимодействия зарядов зависит от вещества вводимых диэлектриков и при равной их толщине характеризуется диэлектрической проницаемостью s.

В табл. 1 приводятся значения ε для наиболее распространенных диэлектриков.

Таблица 1

Емкость, конденсаторы

Смотрите также