Проводники в электростатическом поле. Электроемкость проводника

 

К проводникам относятся вещества, в которых имеются свободные электрические заряды. Для проводников, находящихся в электростатическом поле, выполняются следующие условия:

а) всюду внутри проводника напряжённость поля , а у его поверхности , т.е. вектор напряженности перпендикулярен поверхности проводника;

б) весь объём проводника эквипотенциален;

в) поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью;

г) некомпенсированные (сторонние) заряды располагаются в проводнике только на его внешней поверхности.

Напряжённость и электрическое смещение электростатического поля вблизи поверхности проводника связаны с поверхностной плотностью s зарядов на проводнике:

D_n= s_стор., s_стор.,

где e - относительная диэлектрическая проницаемость окружающей среды.

При сообщении проводнику электрического заряда изменяется и его потенциал. Заряд проводника в однородной и изотропной диэлектрической среде пропорционален его потенциалу:

q = Cj.

Электрической ёмкостью (электроёмкостью, ёмкостью) называется скалярная физическая величина, численно равная заряду, который нужно сообщить проводнику, чтобы его потенциал стал равен единице:

C = q /j.

Электрическая ёмкость уединённогопроводящего шара (или сферы) радиусом R рассчитывается по формуле

С = 4pee₀R,

где e - диэлектрическая проницаемость окружающей среды.

1.10. Взаимная ёмкость. Конденсаторы

 

Взаимная ёмкость двух проводников численно равна заряду, который нужно перенести с одного проводника на другой для изменения разности потенциалов между ними на единицу:

C = q /(j₁-j₂).

Ёмкость плоского конденсатора

,

где S - площадь обкладок; d - расстояние между обкладками; e - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика между обкладками.

Ёмкость сферического конденсатора

,

где R₁ и R₂ -внутренний и внешний радиусы конденсатора.

Ёмкость цилиндрического конденсатора

.

Ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов

.

Ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов

.