Kapasitansen av kondensatoren
To ledere, som er isolert fra hverandre og plassert i nærheten, danner en kondensator.
Ledere som danner kondensatoren belastes med samme størrelse og forskjellige ladninger.
En bred applikasjon i praksis finner en flaten kondensator bestående av to flate parallelle metallplater skilt av et dielektrisk lag. Avstanden mellom platene er liten i forhold til størrelsen. Kondensatorplater kalles kondensatorplater.
Å lade platene lik motsattkostnader, kan du legge dem til polene på den elektriske maskinen. Deretter går en negativ ladning til en plate, mens den andre mottar en positiv ladning.
Du kan koble en av platene til polen på maskinen,og den andre er jordet; Deretter på den andre platen, ved induksjon, vil det være en ladning av samme ladning og likt ansvarlig for ladningen til den første platen. Hvis platen A er ladet positivt, blir platen B negativt ladet ved induksjon; Den positive ladningen på plate B er nøytralisert av elektroner som har strømmet til platen fra bakken, noe som praktisk talt er en uuttømmelig kilde til dem. Når den positive ladningen B trekkes til den positivt ladede plate A, vil den bli plassert langs den indre overflate av platen vender mot A.
Hvis platen A er ladet negativt, stenger de frie elektronene på platen B platen A og går til bakken, platen B er ladet positivt.
I begge tilfeller er kostnadene kun konsentrert på overflatene A og B mot hverandre.
Fraværet av kostnader på de ytre overflatene girMuligheten for fullstendig overføring av ladninger til kondensatoren ved hjelp av ytre sider av platene. Kondensatorens ladning bestemmes av ladningen av en av platene, siden den ved induksjon er en likestyringsladning.
Vi kobler en plate av kondensatoren med en stangelektrometer, og den andre platen og elektrometerets kropp er jordet. Ved hjelp av en testball, vil vi overføre kondensatoren i serie i like store deler. Vi merker at når ladningen økes med henholdsvis 2, 3, 4 eller flere ganger i 2, 3, 4 eller flere ganger, øker kondensatorens potensielle forskjell.
Denne verdien, som måles ved forholdet mellom ladningen av kondensatoren og den potensielle forskjellen på platene (eller platene), er kondensatorenes kapasitans.
Betegner det med bokstaven C, du kan skrive:
C = q / (φ1 - φ2).
Det elektriske feltet til en kondensator er praktisk talt konsentrert mellom platene inni den, slik at kroppene rundt den ikke påvirker kondensatorens kapasitans.
Vi vil gjennomføre en opplevelse. Ta en flat kondensator, bestående av to metallplater A og B, montert på isolatorer.
La oss koble plate A til elektrometeren, platenI jordet. Vi vil lade plate A, elektrometeren vil samtidig markere en viss potensiell forskjell på kondensatoren. Hvis du tar plate B til A, så kan du se at den potensielle forskjellen på platene minsker.
En reduksjon i den potensielle forskjellen på kondensatorplater med konstant ladning på den indikerer en økning i dens kapasitet.
Dermed vil kapasiteten til en flat kondensator være større, jo mindre avstanden mellom platene eller den mindre tykkelsen til dielektrikumet, som er inngått mellom platene.
Skiftende plate B i forhold til plate A oppog ned, vi vil forandre arealet av platene, gjensidig overlapper hverandre. Ved å observere elektrometerens avlesninger kan det etableres at jo større arealet av gjensidig overlappende kondensatorplater, desto større er kapasiteten. Jo større arealet av kondensatorplaten, jo mer ladning kan konsentreres på dem med et gitt like potensial.
La oss gjøre en annen opplevelse. For å gjøre dette plasserer vi platene på kondensatoren A og B i noen avstand fra hverandre, og lade plate A.
Merk størrelsen på den potensielle forskjellen nårdielektriske rolle er luft. Nå legger vi et glassplate eller noe annet dielektrisk mellom platene; vi vil se at den potensielle forskjellen mellom dem reduseres. For å heve den til forrige nivå, må du legge til ladning til plate A. Av dette følger at erstatningen av luftlaget mellom platene på en kondensator av noe annet dielektrisk øker dets kapasitet.
La Сq er kondensatorenes kapasitans, når det er tomrom eller luft mellom platene, og С er dens kapasitans ved hjelp av en dielektrisk.
Deler C og Co, vi finner dielektriske konstanten av dielektriske:
ԑ = С / С₀.
Dermed er jo større dielektriske konstanten av dielektriske, jo større kapasitans av kondensatoren.
