-->
|
|
|
Ãëàâà 14. Ýëåêòðîñòàòèêà § 97. Ýëåêòðî¸ìêîñòü. Åäèíèöû ýëåêòðî¸ìêîñòè. ÊîíäåíñàòîðÏðåäïîëîæèòå, ïðè êàêîì óñëîâèè ìîæíî íàêîïèòü íà ïðîâîäíèêàõ áîëüøîé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä. Ïðè ýëåêòðèçàöèè äâóõ ïðîâîäíèêîâ ìåæäó íèìè ïîÿâëÿåòñÿ ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå è âîçíèêàåò ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ (íàïðÿæåíèå). Ñ óâåëè÷åíèåì çàðÿäà ïðîâîäíèêîâ ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ìåæäó íèìè óñèëèâàåòñÿ.  ñèëüíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå âîçìîæåí òàê íàçûâàåìûé ïðîáîé äèýëåêòðèêà: ìåæäó ïðîâîäíèêàìè ïðîñêàêèâàåò èñêðà, è îíè ðàçðÿæàþòñÿ. ×åì ìåíüøå óâåëè÷èâàåòñÿ íàïðÿæåíèå è ñîîòâåòñòâåííî íàïðÿæ¸ííîñòü ïîëÿ ìåæäó ïðîâîäíèêàìè ñ óâåëè÷åíèåì èõ çàðÿäîâ, òåì áîëüøèé çàðÿä ìîæíî íà íèõ íàêîïèòü.
Íàïðÿæåíèå U ìåæäó äâóìÿ ïðîâîäíèêàìè ïðîïîðöèîíàëüíî ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäàì, êîòîðûå íàõîäÿòñÿ íà ïðîâîäíèêàõ (íà îäíîì +q, à íà äðóãîì -q). Äåéñòâèòåëüíî, åñëè çàðÿäû óäâîèòü, òî íàïðÿæ¸ííîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ñòàíåò â 2 ðàçà áîëüøå, ñîîòâåòñòâåííî â 2 ðàçà óâåëè÷èòñÿ è ðàáîòà, ñîâåðøàåìàÿ ïîëåì ïðè ïåðåìåùåíèè çàðÿäà èç îäíîé òî÷êè ïîëÿ â äðóãóþ, ò. å. â 2 ðàçà óâåëè÷èòñÿ íàïðÿæåíèå. Ïîýòîìó
Ýòî ïîçâîëÿåò ââåñòè ïîíÿòèå ýëåêòðî¸ìêîñòè äâóõ ïðîâîäíèêîâ.
Ýëåêòðî¸ìêîñòü óåäèí¸ííîãî ïðîâîäíèêà ðàâíà îòíîøåíèþ çàðÿäà ïðîâîäíèêà ê åãî ïîòåíöèàëó, åñëè âñå äðóãèå ïðîâîäíèêè áåñêîíå÷íî óäàëåíû è ïîòåíöèàë áåñêîíå÷íî óäàë¸ííîé òî÷êè ðàâåí íóëþ. ×åì áîëüøå ýëåêòðî¸ìêîñòü, òåì áîëüøèé çàðÿä ñêàïëèâàåòñÿ íà ïðîâîäíèêàõ ïðè îäíîì è òîì æå íàïðÿæåíèè. Îáðàòèì âíèìàíèå, ÷òî ñàìà ýëåêòðî¸ìêîñòü íå çàâèñèò íè îò ñîîáù¸ííûõ ïðîâîäíèêàì çàðÿäîâ, íè îò âîçíèêàþùåãî ìåæäó íèìè íàïðÿæåíèÿ. Åäèíèöåé ýëåêòðî¸ìêîñòè â ÑÈ ÿâëÿåòñÿ ôàðàä.
Èç-çà òîãî ÷òî çàðÿä â 1 Êë î÷åíü âåëèê, ¸ìêîñòü 1 Ô îêàçûâàåòñÿ î÷åíü áîëüøîé. Ïîýòîìó íà ïðàêòèêå ÷àñòî èñïîëüçóþò äîëè ýòîé åäèíèöû: ìèêðîôàðàä (ìêÔ) — 10-6 Ô è ïèêîôàðàä (ïÔ) — 10-12 Ô. Êîíäåíñàòîð
Êîíäåíñàòîð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äâà ïðîâîäíèêà, ðàçäåë¸ííûå ñëîåì äèýëåêòðèêà, òîëùèíà êîòîðîãî ìàëà ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàçìåðàìè ïðîâîäíèêîâ.
Ïðîñòåéøèé ïëîñêèé êîíäåíñàòîð ñîñòîèò èç äâóõ îäèíàêîâûõ ïàðàëëåëüíûõ ïëàñòèí, íàõîäÿùèõñÿ íà ìàëîì ðàññòîÿíèè äðóã îò äðóãà (ðèñ. 14.39).
Äëÿ çàðÿäêè êîíäåíñàòîðà íóæíî ïðèñîåäèíèòü åãî îáêëàäêè ê ïîëþñàì èñòî÷íèêà íàïðÿæåíèÿ, íàïðèìåð ê ïîëþñàì áàòàðåè àêêóìóëÿòîðîâ. Ìîæíî òàêæå ïåðâóþ îáêëàäêó ñîåäèíèòü ñ ïîëþñîì áàòàðåè, ó êîòîðîé äðóãîé ïîëþñ çàçåìë¸í, à âòîðóþ îáêëàäêó êîíäåíñàòîðà çàçåìëèòü. Òîãäà íà çàçåìë¸ííîé îáêëàäêå îñòàíåòñÿ çàðÿä, ïðîòèâîïîëîæíûé ïî çíàêó è ðàâíûé ïî ìîäóëþ çàðÿäó íåçàçåì- ë¸ííîé îáêëàäêè. Òàêîé æå ïî ìîäóëþ çàðÿä óéä¸ò â çåìëþ.
Ýëåêòðî¸ìêîñòü êîíäåíñàòîðà îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé (14.22). Ýëåêòðè÷åñêèå ïîëÿ îêðóæàþùèõ òåë ïî÷òè íå ïðîíèêàþò âíóòðü êîíäåíñàòîðà è íå âëèÿþò íà ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ ìåæäó åãî îáêëàäêàìè. Ïîýòîìó ýëåêòðî¸ìêîñòü êîíäåíñàòîðà ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò íàëè÷èÿ âáëèçè íåãî êàêèõ-ëèáî äðóãèõ òåë.
|
|
|