Электроемкость системы конденсаторов. Смотреть что такое "Электроемкость*" в других словарях

Электроемкость* - Это отношение количества электричества, имеющегося на каком-либо проводящем теле, к величине потенциала этого тела при условии, что все проводящие тела, находящиеся вблизи этого тела, соединены с землей. Обозначая Э. тела через С , заряд на теле через Q и потенциал через V , имеем C = Q/V .

Употребляя абсолютные электростатические единицы в системе CGS , мы получаем Э. какого-либо тела, выражающуюся в единицах длины, т. е. в сантиметрах. В самом деле, при такой системе единиц "измерения" количества электричества будут: см 3/2 г 1/2 сек. -1 , а "измерения" потенциала - см 1/2 г 1/2 сек. -1 , или, употребляя для единиц длины, массы и времени символы L, M, T , мы можем представить: "измерения" Q в виде [ Q ] = , "измерения" V в виде [ V ] = . Отсюда находим: измерения Э.

Емкость измеряется в фарадах, которая названа в честь Майкла Фарадея. Если на пластинах конденсатора установлен заряд 1 кулона, а разность потенциалов между ними составляет 1 вольт, тогда емкость определяется как 1 фарад. Один фарад - чрезвычайно большое количество емкости. Наиболее часто используются микрофарады и пикофарады.

Емкость конденсатора пропорциональна количеству заряда, которое может храниться в нем для каждой разности потенциалов между его пластинами. Математически это соотношение написано так. Поэтому накопленный электрический заряд может быть рассчитан по формуле.

= / = [L].

В электростатике доказывается, что Э. шара, помещенного в воздухе вдали от каких-либо проводящих тел, выражается величиной радиуса этого шара, т. е. для одинокого шара в воздухе C = R , если R выражает радиус шара. Э. плоского конденсатора выражается формулой:
= KS/4 π d.

Здесь S обозначает величину собирательной поверхности конденсатора, d - толщину изолирующего слоя в конденсаторе и K - диэлектрический коэффициент вещества этого слоя. Эта формула будет истинная только для конденсатора с охранным кольцом и с охранной коробкой (см. Конденсатор). Э. сферического конденсатора выражается формулой:

Разность потенциалов или напряжения конденсатора может быть рассчитана по формуле. На емкость конденсатора влияют три фактора. Площадь пластин Расстояние между пластинами Диэлектрическая проницаемость материала между пластинами. Большие пластины обеспечивают большую емкость для хранения электрического заряда. Поэтому, по мере увеличения площади пластин, увеличивается емкость.

Емкость прямо пропорциональна электростатическому силовому полю между пластинами. Это поле сильнее, когда пластины ближе друг к другу. Поэтому, когда расстояние между пластинами уменьшается, емкость увеличивается. По мере увеличения расстояния между пластинами емкость уменьшается.

C = K(R1 R2 ) /(R2 -R1 ).

Здесь R1 и R2 обозначают радиусы соответственно внутренней и внешней сферической поверхности конденсатора, K - диэлектрический коэффициент изолирующего слоя.

Э. цилиндрического конденсатора выражается (приблизительно) как
= ½KL /lg (R 2 /R 1 ).

Здесь L - длина конденсатора, R 1 и R 2 - радиусы соответственно внутреннего и внешнего цилиндра, K - диэлектрический коэффициент изолирующего слоя. lg обозначает натуральный логарифм. Э. лейденской банки выражается приблизительно как
= S/4 π d,

Как обсуждалось выше, способность диэлектрика поддерживать электростатические силы прямо пропорциональна диэлектрической постоянной. Поэтому, по мере увеличения диэлектрической проницаемости, емкость увеличивается. Электрическая индуктивность, Электрический конденсатор.

В общем, конденсатор, который часто называют конденсатором, состоит из двух металлических пластин, изолированных друг от друга диэлектриком. Емкость конденсатора зависит от геометрии пластин и типа используемого диэлектрика, так как эти факторы определяют заряд, который можно нанести на пластины с помощью разности потенциалов, существующей между пластинами.

если S обозначает поверхность внутренней обкладки этой балки, d - толщину стенок её и K - диэлектрический коэффициент стекла.

Э. круглого тонкого стержня (приближенно) выражается через
= K.

Здесь а обозначает длину стержня, b - радиус его, lg - натуральный логарифм и K - диэлектрический коэффициент окружающей среды. Если окружающая среда - воздух, то K = 1.

В идеальном конденсаторе ток между токами не течет. Настоящим конденсатором хорошего качества является эквивалент схемы идеального конденсатора с очень высоким сопротивлением параллельно или, в цепях переменного тока, идеального конденсатора с низким сопротивлением последовательно. Конденсатор, Диэлектрические материалы. Количественное измерение способности проводника удерживать электрический заряд. В электростатическом поле все точки проводника имеют одинаковый потенциал φ. Таким образом, чем больше емкость, тем больше заряд, который может быть сохранен проводником при заданном φ.

Употребляя абсолютные электромагнитные единицы в системе СGS, мы имеем: "измерения" количества электричества [ Q ]=, "измерения" потенциала [V] = [ L 3 /3 M 1 /2 T-2 ], отсюда находим "измерения" Э.:

= / = .

Если мы обозначим единицу Э., соответствующую абсолютной электростатической системе, через С e а единицу Э., соответствующую абсолютной электромагнитной системе, через С m, то, как это может быть доказано, мы получим

Емкость определяется размером и формой проводника и электрическими свойствами окружающей среды, то есть диэлектрической постоянной среды. Емкость не зависит от материала проводника. В частности, в электростатической системе с сантиметром-грамм-ем емкость проводящей сферы в вакууме равна радиусу сферы. Поскольку потенциал проводника также зависит от электрических полей, создаваемых зарядами, индуцированными в окружающих телах в результате электростатической индукции, наличие тел вблизи проводника изменяет его емкость.

Концепция емкости применяется не только к одному проводнику, но и к системам проводников. Это относится, в частности, к системе из двух проводников, которые разделены тонким диэлектрическим слоем. Такая система называется конденсатором. Емкость конденсатора практически не зависит от присутствия окружающих тел и может быть очень высокой в конденсаторах с малыми размерами.

/Ce = v2 ,

где v обозначает скорость света, т. е. v = 3 x 10 10 см/сек.

Практической единицей Э. принимается ныне фарада или, еще чаще, миллионная доля фарады, называемая микрофарадой. Фарада обозначается обыкновенно через F , микрофарада - через μ F. Фарада - это электроемкость такого тела, в котором при потенциале равном 1 вольту, содержится один кулон электричества.

Он определяется как отношение между величиной нагрузки любого из проводников и величиной разности потенциалов между ними. Следовательно, емкость устройства является мерой его емкости для хранения заряда и электрической потенциальной энергии. На практике общие устройства имеют емкость от микрофарад до пикофарад. Емкость устройства зависит, в частности, от геометрического расположения проводников. Независимо от их геометрии, эти проводники называются пластинами, и мы предполагаем, что они полностью изолированы от их окружения, а также, что на данный момент они находятся в пустоте.

1F = 10-9 абсол. электромагнитн. ед. Э. = 9 x 10 11 абс. электрост. ед. Э.

l μ F = 10-6 F = 10-15 абс. электром. ед. Э. = 9 х 10 5 абс. электростат. ед. Э.

Э., равную одной микрофараде, имеет шар, радиус которого приблизительно равняется 9 км.

Для сравнения электроемкостей тел существует несколько способов. Упомянем только о трех, наиболее часто употребляемых.

Мы можем зарядить конденсатор, подключив две пластины к противоположным клеммам батареи. Так как пластины являются проводящими, они также эквипотенциальны, и разность потенциалов батареи появится на пластинах. При зарядке конденсатора батарея передает одинаковые и противоположные заряды двум пластинам. Он назван в честь Майкла Фарадея, который, среди других своих вкладов, разработал концепцию емкости.

Субъекты фарада, микрофарады и пикофарады являются единицами, более удобными на практике. На рисунке 2 показаны некоторые конденсаторы в области микрофарады или пикофара, которые можно найти в электронном или компьютерном оборудовании. Поскольку мы рассматриваем ряд различных геометрий, представляется правильным разработать общий план для упрощения работы. Название происходит от диэлектрических материалов, которые являются изоляционными материалами или очень низкими проводниками ниже определенного напряжения, называемого разрывным напряжением.

1) Способ разделения заряда. Положим, что мы имеем два тела, у которых электроемкости суть С 1 и С 2 . Сообщаем первому телу какой-либо заряд электричества Q, и пусть потенциал на этом теле, измеряемый электрометром, емкость которого ничтожно мала, оказывается равным V 1 . Соединим это тело при помощи очень тонкой проволоки (емкостью этой проволоки пренебрегаем) со вторым телом. Заряд , имевшийся на первом теле, распределится теперь на обоих телах, и потенциал на том и на другом теле пусть сделается равным V 2 . Мы можем написать:
= C1 V 1 ,
= (C1 + C2 ) V 2 .

Эффект диэлектрической проницаемости проявляется в суммарной емкости электрического конденсатора или конденсатора. Когда заряженный диэлектрический материал вставлен между заряженными проводниками или стенами, образующими его, емкость емкостного заряда увеличивается. Конденсаторы имеют много практических приложений. таких как молекулярный вес. которые имеют нагрузки равной величины, но противоположных знаков. направление их связей или тип взаимодействий, которые они представляют. Мы можем довольно медленно вытягивать энергию из аккумулятора в конденсатор.

Отсюда получаем

(C1 + C2 ) V2

= С 1 V 1 ,

а потому находим

C2 /C1

= (V 1 - V 2 )/V 2 .

2) Способ баллистического гальванометра. Присоединим тело, Э. которого равна С 1 , с источником электричества, развивающим потенциал V. На теле получится заряд Q 1 = C 1 V. Разрядим это тело через баллистический гальванометр. Пусть первое отклонение магнита этого гальванометра будет θ 1 . Сделаем то же со вторым телом, имеющим Э. С 2 . Заряд на нем будет Q 2 = C 2 V, и первое отклонение магнита гальванометра при разряде этого тела пусть будет θ 2 . Тогда имеем

Q1 /Q2

Конденсаторы также используются для производства электрических полей, таких как параллельное пластинчатое устройство, которое отклоняет пучки заряженных частиц. Он появляется, когда на его пластинах имеется электрический заряд или когда между ними существует разность потенциалов. например. Конденсаторы имеют другие важные функции в электронных схемах. Самый распространенный способ хранения энергии в конденсаторе - зарядить один через ЭДС ЭДС электродвижущей силы. Свойство для хранения электрической энергии является важной особенностью электрического устройства, называемого Конденсатор. который быстро высвобождает энергию, которая переходит в фокус. то есть когда конденсатор хранит энергию.

= C1 V/C2 V = θ 1 / θ 2 ,

т. е. получаем
1 /C2 = θ 1 / θ 2.

3) Способ сравнения электроемкостей двух конденсаторов при помощи переменных токов. Расположим проводники по схеме мостика Уитстона, причем в ветви AB и АС поместим только сравниваемые конденсаторы, электроемкости которых суть С 1 и С 2 , а в ветви BD и DC - сопротивления R1 и R2 . В одну диагональную ветвь поместим вторичную обмотку катушки Румкорфа E, в другую диагональную ветвь, т. е. в самый мостик BC , - телефон.

Гораздо более крупные конденсаторы используются для обеспечения интенсивных пульсаций лазера, чтобы индуцировать термоядерный синтез в малых шариках водорода. В это время называется постоянной времени конденсатора. то вы получите: и как. Интенсивность тока равна напряжению, деленному на сопротивление, которое противостоит телам: с учетом мощности. Он измеряется гальванометром, который. Уравнение, описывающее его в электромагнетизм. из-за разности потенциалов, создаваемой генератором тока. индуктивностей.

Когда измеряемый ток превышает предел гальванометров. Части схемы. При анализе схемы удобно знать терминологию каждого элемента, который ее формирует. позже это наблюдалось. электрически соединенными друг с другом с целью генерации. называется амперметром, а в цепи последовательно помещается проводник, интенсивность которого должна быть измерена. В схеме, содержащей несколько генераторов и приемников. которые протекают в противоположном направлении к традиционному.

Подбором сопротивлений ветвей BD и DC , которые обозначим соответственно через r 1 и r 2 , мы можем достигнуть наибольшего ослабления звука в телефоне. В этом случае мы будем иметь:
1 /C 2 = r 2 /r 1 .

В настоящее время имеются ящики электроемкостей, т. е. ящики, содержащие в себе конденсаторы различных электроемкостей, долей микрофарады, а также целых микрофарад, которые можно комбинировать в желаемые группы. Сами конденсаторы изготовляются из тонких листов олова (станиоль), отделенных друг от друга листами парафинированной бумаги, и заливаются парафином.
. Боргман.

Согласно закону Ома. создает магнитное поле. Они возникают из-за применения закона сохранения энергии. Альтернативное утверждение: в каждом узле алгебраическая сумма токов должна быть законом сеток или законом напряженности Кирхгофа 2а. В сложных схемах. пока еще студент. Они широко используются в электротехнике для получения значений тока и потенциала в каждой точке электрической цепи.

Элемент, который производит электричество Альтернативой утверждение. Всякий раз, когда существует электрическое напряжение между двумя отдельными проводниками, электрическое поле присутствует в пространстве между этими проводниками. В базовой электронике мы изучаем взаимодействия, поскольку они относятся к цепям, которые являются проводящими путями, через которые могут перемещаться электроны. Однако, когда мы говорим о полях, мы имеем дело с взаимодействиями, которые могут распространяться по пустому пространству.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. - С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890-1907 .

Смотреть что такое "Электроемкость*" в других словарях:

Электроемкость … Орфографический словарь-справочник

Сущ., кол во синонимов: 2 емкость (66) электроёмкость (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

По общему признанию, понятие «поля» несколько абстрактно. По крайней мере, с электрическим током не так уж сложно представить крошечные частицы, называемые электронами, движущимися между ядрами атомов внутри проводника, но «поле» даже не имеет массы и вообще не должно существовать внутри вещества.

Несмотря на его абстрактный характер, почти у каждого из нас есть прямой опыт работы с полями, по крайней мере в виде магнитов. Вы когда-нибудь играли с парой магнитов, замечая, как они привлекают или отталкивают друг друга в зависимости от их относительной ориентации? Между парой магнитов существует неоспоримая сила, и эта сила не имеет «вещества». У нее нет массы, цвета, запаха, и если бы не физическая сила, воздействующая на сами магниты, было бы совершенно бесчувственным наши тела. Физики описывают взаимодействие магнитов в терминах пространства между ними.

Это отношение количества электричества, имеющегося на каком либо проводящем теле, к величине потенциала этого тела при условии, что все проводящие тела, находящиеся вблизи этого тела, соединены с землей. Обозначая Э. тела через С, заряд на теле… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Электроёмкость ж. 1. Способность тела воспринимать электрический заряд. 2. Величина, характеризующая связь между зарядом, сообщенным проводнику его потенциалом (в физике). Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Если железные опилки располагаются вблизи магнита, они ориентируются вдоль линий поля, визуально указывая на его присутствие. Предметом этой главы являются электрические поля, а не магнитные поля, но есть много сходств. Скорее всего, вы испытали и электрические поля. Глава 1 этой книги начиналась с объяснения статического электричества и того, как материалы, такие как воск и шерсть, когда они натирались друг против друга, вызвали физическую привлекательность. Опять же, физики описывали бы это взаимодействие в терминах электрических полей, генерируемых этими двумя объектами в результате их электронных дисбалансов.

Выясним важный для практики вопрос, при каком условии можно накопить на проводниках большой электрический заряд?

При любом способе заряжения тел - с помощью трения, электростатической машины, гальванического элемента и т. д. - первоначально нейтральные тела заряжаются вследствие того, что некоторая часть заряженных частиц переходит от одного тела к другому. Обычно этими частицами являются электроны.

Достаточно сказать, что всякий раз, когда существует напряжение между двумя точками, в пространстве между этими точками появляется электрическое поле. Поля имеют две меры: полевую силу и полевой поток. Сила поля - это количество «толчка», которое поле оказывает на определенное расстояние. Полевой поток представляет собой общее количество или эффект поля в пространстве. Полевая сила и поток примерно аналогичны напряжению и току через проводник, соответственно, хотя поток поля может существовать в полностью пустом пространстве, тогда как ток может иметь место только там, где есть свободные электроны для перемещения.

При заряжении двух проводников, например, от электростатической машины один из них приобретает заряд +|q|, а другой -|q|. Между проводниками появляется электрическое поле и возникает разность потенциалов (напряжение). С увеличением напряжения электрическое поле между проводниками усиливается.

В сильном электрическом поле (при большом напряжении) диэлектрик (например, воздух) становится проводящим. Наступает так называемый пробой диэлектрика: между проводниками проскакивает искра, и они разряжаются. Чем меньше увеличивается напряжение между проводниками с увеличением их зарядов, тем больший заряд можно на них накопить.

Электроемкость. Введем физическую величину, характеризующую способность двух проводников накапливать электрический заряд. Эту величину называют электроемкостью.

Напряжение U между двумя проводниками пропорционально электрическим зарядам, которые находятся на проводниках (на одном + |q|, а на другом - |q|). Действительно, если заряды удвоить, то напряженность электрического поля станет в 2 раза больше, следовательно, в 2 раза увеличится и работа, совершаемая полем при перемещении заряда, т. е. в 2 раза увеличится напряжение. Поэтому отношение заряда q одного из проводников (на другом находится такой же по модулю заряд) к разности потенциалов между этим проводником и соседним не зависит от заряда. Оно определяется геометрическими размерами проводников, их формой и взаимным расположением, а также электрическими свойствами окружающей среды (диэлектрической проницаемостью г). Это позволяет ввести понятие электроемкости двух проводников.

Электроемкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним:

Чем меньше напряжение U при сообщении проводникам зарядов +|q| и -|q|, тем больше электроемкость проводников. На проводниках можно накопить большие заряды, не вызывая пробоя диэлектрика. Но сама электроемкость не зависит ни от сообщенных проводникам зарядов, ни от возникающего напряжения.

Иногда говорят об электроемкости одного проводника. Это имеет смысл, если проводник является уединенным, т. е. расположен на большом по сравнению с его размерами расстоянии от других проводников. Так говорят, например, о емкости проводящего шара. При этом подразумевается, что роль другого проводника играют удаленные предметы, расположенные вокруг шара.

Единицы электроемкости. Формула (1) позволяет ввести единицу электроемкости.

Электроемкость двух проводников равна единице, если при сообщении им зарядов + 1 Кл и - 1 Кл между ними возникает разность потенциалов 1 В. Эту единицу называют фарад (Ф); 1 Ф -1 Кл/В,

Из-за того что заряд в 1 Кл очень велик, емкость 1 Ф очень велика. Поэтому на практике часто используют доли этой единицы, микрофарад (мкФ) -10 -6 Ф и пикофарад (пФ)-10 -12 Ф

Важная характеристика проводников - электроемкость. Электроемкость проводников тем больше, чем меньше разность потенциалов между ними при сообщении им зарядов противоположных знаков.