În cazul în care conductorul este plasat într-un câmp electrostatic extern, domeniu va acționa asupra tarifelor libere ale conductorului, prin care încep să se miște - direcția pozitivă a câmpului, negativ - împotriva câmpului (Figura 1.17, a.). La un capăt al conductorului se va acumula o sarcină pozitivă în exces la celălalt capăt - excesul de sarcină negativă. Procesul are loc până, până la o distribuție de echilibru a taxelor la care câmpul electrostatic în interiorul conductorului este nul (fig. 1.17, b).
Absența câmpului în interiorul conductorului () înseamnă că potențialul la toate punctele din cadrul conductorului este constant, adică suprafață într-un câmp electrostatic conductor este un echipotențial. De aici rezultă că vectorul câmp este normal la fiecare punct al suprafeței conductorului.
Astfel, conductorul neutru, a intrat în câmpul electrostatic, ruperea liniilor de tensiune: acestea ajung pe taxa induse negativ și re-start pe o sarcină pozitivă. Acuzatiile induse sunt distribuite pe suprafața exterioară a conductorului. Fenomenul de redistribuire a taxelor de suprafață pe conductorul într-un câmp electrostatic extern se numește inducție electrostatică.
Luați în considerare conductor izolat. și anume un conductor, care este la distanță de celelalte organisme conductoare, și taxele. Potențialul său în conformitate cu formula (1.17) este direct proporțională cu conductorul de încărcare. Experiența arată că diferite conductoare taxat în mod egal de a avea potențiale diferite. Prin urmare, pentru un ghid privat poate fi scris
în care factorul de proporționalitate
numita capacitate electrică (capacitate) a conductorului. Capacitatea conductor izolat este o cantitate scalară fizică, care caracterizează capacitatea unui conductor de a stoca sarcini electrice.
Deoarece tarifele sunt distribuite pe suprafața exterioară a conductorului, capacitatea conductorului depinde de mărimea și forma, dar nu depinde de material, starea de agregare și prezența golurilor în conductorul.
Unitatea de capacitate în Farazi SI este (F): F 1 - o capacitate de astfel de conductor izolat al cărui potențial este schimbat la 1 atunci când mesajul a încărca 1 Cl.
Conform (1.17) potențialul unei sfere de rază R. retrasă situată într-un mediu uniform cu permitivitatea. este
Folosind ecuația (1.39) poate fi găsit capacitatea de bila:
Rezultă că capacitatea de 1 F ar poseda mingii izolat situat în vid și având o rază
care este de aproximativ 1400 de ori mai mare decât raza Pământului (circa 0,7 mf. capacitance pământ electric). În consecință, farad - o magnitudine foarte mare, astfel încât în submultiplii utilizate practica farad 1 uF = 10 -6 F. 1 nF = 10 -9 F. 1 pF = 10 -12 F.
După cum se poate observa din acest exemplu, astfel încât conductorul avea o capacitate electrică de mare, trebuie să aibă o foarte mare dimensiuni geometrice. În practică, cu toate acestea, dispozitivele necesare care au capacitatea de a acumula sarcini de magnitudine semnificative pentru dimensiuni mici și potențiale mici. Astfel de dispozitive sunt numite condensatoare.
Să presupunem că conductor izolat A are o formă sferică. Deoarece este retras, sarcina sa este distribuită uniform pe întreaga suprafață și intensitatea câmpului în punctul M este egal cu (Fig. 1.18, a). Acum introducem dreptul conductorului V. neîncărcată Sub acțiunea mingea în domeniu, după cum vor fi redistribuite purtatori de sarcina: de la A la capătul apropiat al conductorului din taxa de suprafață indusă de semn opus, iar la capătul îndepărtat - cu aceeași placă de nume (figura 1.18, b.). O minge redistribuit pe întreaga suprafață, la rândul său și de încărcare, astfel încât să compenseze taxa în interiorul câmpului indus pe corpul B. Ca rezultat al redistribuirii taxelor în conductoarele A și B ale intensității câmpului electromagnetic se va reduce la punctul M :. Această relație este valabil pentru toate punctele de pe linia dreaptă OM A. Din partea stângă a conductorului, iar potențialul este redus, ceea ce duce la o creștere a capacității sale ().
Astfel, condensatorul funcționează pe principiul că conductor electric capacitate neuedinennogo este întotdeauna mai mare decât capacitatea electrică a aceluiași fir, atunci când el însuși izolat.
Condensatorul este un sistem de două conductoare (electrozi) separate printr-un dielectric. Pe capacitatea condensatorului nu trebuie să fie influențat de corpul din jur, astfel încât conductorii este format în câmpul creat de încărcătura stocată, acesta a fost concentrat în fanta îngustă dintre plăcile condensatorului. Această condiție este îndeplinită: a) cele două plăci plane; b) doi cilindri coaxiali; c) două sfere concentrice. Deci, în funcție de geometria plăcile condensatorului sunt împărțite în plane, cilindrice și sferice.
Deoarece câmpul este concentrat în condensator, liniile de câmp încep la capetele un electrod și celălalt. Prin urmare, taxele libere care apar la diferite plăci, sunt egale modulo sarcini opuse.
Capacitatea condensatorului se numește o cantitate fizică, egală cu raportul dintre taxa. acumulate în condensator la diferența de potențial dintre plăcile sale:
Calculați condensator plat capacitate constând din două plăci metalice paralele fiecare zonă S situat la o distanță d față de celălalt și având taxe și. Dacă distanța dintre plăci este mică în comparație cu dimensiunile lor liniare, câmpul dintre plăcile pot fi considerate omogene și tensiunea în conformitate cu (1.27) este egal cu
Având în vedere relația dintre intensitatea câmpului și capacitatea (), diferența de potențial dintre plăci, distanța dintre ele d. este
Substituind în ecuația (1.40). luând în considerare (1.41), obținem:
Prezentăm fără dovada formula de calcul a capacității altor modele de condensatoare:
- capacitatea unui condensator cilindric
unde R și r - raza de cilindri coaxiali, L - lungimea generatoarei cilindrului;
- capacitate a unui condensator sferic
unde R și r - raza sferelor.
Condensatoarele sunt caracterizate printr-o tensiune defalcare - o diferență de potențial între electrozi la care proba - o descărcare electrică prin stratul dielectric într-un condensator. Valoarea tensiunii de defalcare depinde de forma de electrozi, proprietăți dielectrice și grosimea ei.
Pentru a crește capacitatea și variația sale valori posibile de condensatoare conectate la baterie. Există două tipuri de conexiuni - paralele și secvențiale.
În conexiune paralelă (fig. 1.19, a) diferența de potențial între electrozii condensatorului și este identic. În cazul în care capacitatea de condensatoare individuale care tarifele lor sunt
Durata de viață a bateriei totală este suma tuturor taxelor de condensatoare
Capacitatea completă a bateriei
și anume în capacitatea electrică de conectare condensator paralel a bateriei este egală cu suma capacităților condensatorilor sale membre. Tensiunea de defalcare a unei baterii este egală cu cea a condensatoarelor de tensiune defalcare, care este cel mai mic.
Când este conectat în serie (fig. 1.19, b) toate taxele condensatoarele sunt la fel și egal la încărcarea bateriei. Diferența de potențial la bornele bateriei este egală cu suma diferențelor potențiale de pe plăcile din fiecare dintre condensatori
Pe de altă parte,
și anume o conexiune serie de condensatoare sunt însumate de containere incluse de reciproce în bancă condensator. Cu această conexiune, capacitatea electrică a bateriei este întotdeauna mai mică decât cea mai mică capacitate utilizată în baterie. Avantajul conectării în serie a condensatoarelor este că fiecare condensator au doar o fracțiune din diferența de potențial între bornele bateriei, ceea ce reduce riscul de defalcare a condensatoarelor.