Телефорум. Дискуссионный клуб

Конденсатор

В простейшем виде конденсатор можно представить, как два проводника или две пластины, находящиеся на определённом расстоянии друг от друга. Пластины могут  быть разделены  прокладкой из любого диэлектрика (изолятора). При производстве конденсаторов обычно пластины  сворачивают в рулон (рис. 25.1,6).

Устройство конеднесатора

Если подсоединить конденсатор к источнику постоянного напряжения, одна из обкладок приобретёт положительный потенциал, другая отрицательный.

Заряд, приобретаемый каждой из обкладок конденсатора, пропорционален разности потенциалов Vba из расчёта:

Q = CVba 

Здесь С - коэффициент пропорциональности, который характеризует электрическую ёмкость данного конденсатора. 

С подробностями можно ознакомиться по ссылке на публикацию по материалам Джанколи: http://tel-spb.ru/statika/capacitor.php

Определить ёмкость простейшего конденсатора можно аналитически. Например,  рассчитаем емкость С  плоского конденсатора с параллельными пластинами площадью А, находящимися на расстоянии d друг от друга, который представлен выше на рисунке 25.1 . Условимся считать, что расстояние d  ничтожно мало по сравнению с размерами пластин, так что электрическое поле Е  между пластинами однородно и искривлением силовых линий  можно пренебречь.

Плотность заряда σ = Q/A

 

Напряженность электрического поля между  пластинами  Е = σ/ε0

Здесь ε0  - электрическая постоянная, равная 8.85×10-12

Выразив напряжённость электрического поля через площадь и заряд, получим выражение:

Определим разность потенциалов исходя из геометрических параметров и величины заряда интегрированием:

Исходя и этого можно выразить электрическую ёмкость конденсатора C = Q/Vba , зная его геометрические данные A и d

Формула определения ёмкости 25.2 плоского конденсатора будет справедлива для изолятора - вакуума. 

Применяя другие изолирующие материалы между пластинами, необходимо учитывать коэффициент К, характеризующий  диэлектрическую проницаемость выбранного материала в качестве диэлектрика.

С = КεA/d

Изменение ёмкости происходит по причине поляризации диэлектрика и электрического взаимодействия зарядов пластин и зарядов диэлектрика в слоях близких к пластинам. В результате  уменьшается реальная величина d между пластинами.

Ниже приведена таблица для коэффициента К  некоторых видов диэлектриков: