- •Кинематика прямолинейного движения материальной точки
- •Механическое движение
- •Скорость и ускорение материальной точки
- •Равномерное прямолинейное движение
- •Равнопеременное прямолинейное движение
- •Кинематика криволинейного движения материальной точки
- •Криволинейное движение в плоскости
- •Движение тела, брошенного под углом к горизонту
- •Движение тела, брошенного горизонтально
- •Кинематика вращательного движения
- •Равномерное движение по окружности
- •Равнопеременное движение по окружности.
- •Динамика движения материальной точки
- •Сила. Масса
- •Законы Ньютона
- •3.3. Силы в динамике
- •Работа силы, мощность, коэффициент полезного действия
- •Законы сохранения
- •4.1. Импульс тела. Закон сохранения импульса
- •4.2. Механическая энергия. Закон сохранения механической энергии
- •Динамика вращательного движения.
- •Момент инерции
- •Кинетическая энергия вращения
- •Уравнение динамики вращательного движения
- •Момент импульса
- •Основы молекулярной физики
- •Основные положения молекулярно-кинетической теории. Основные определения и формулы
- •Идеальный газ
- •Изопроцессы
- •Молекулярно-кинетическая теория идеального газа
- •Барометрическая формула. Распределение Больцмана
- •Основы термодинамики
- •Полная и внутренняя энергия тела (системы тел)
- •Теплота
- •Адиабатический процесс
- •В этих уравнениях безразмерная величина γ называется показателем адиабаты (или коэффициентом Пуассона). Для получения формулы, позволяющей определить значение γ, введем понятие теплоемкости.
- •Теплоемкость
- •Первый закон (начало) термодинамики
- •Обратимые и необратимые процессы
- •Второй и третий законы (начала) термодинамики
- •Электричество. Электростатика
- •Основные понятия
- •Закон Кулона
- •Напряженность электрического поля
- •Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме
- •. Работа сил электростатического поля. Потенциал
- •8.6. Конденсатор
- •. Энергия
- •Диэлектрики
- •. Проводники в электростатическом поле
- •Постоянный электрический ток
- •9.1. Характеристики постоянного тока
- •. Закон Ома
- •9.3. Работа и мощность тока. Закон Джоуля - Ленца
- •Разветвление токов. Соединения проводников
- •Магнитное поле постоянного тока
- •10.1. Магнитное поле постоянного тока
- •. Сила Лоренца
- •Сила Ампера
- •Магнитный поток
- •Электромагнитная индукция
- •11.1. Явление и закон электромагнитной индукции
- •Способы изменения магнитного потока
- •Самоиндукция
- •Взаимная индукция
- •Механические и электромагнитные колебания
- •Характеристики свободных гармонических колебаний
- •Свободные механические колебания Пружинный маятник
- •Математический маятник
- •Физический маятник
- •Свободные колебания в электрическом колебательном контуре
- •Свободные гармонические затухающие колебания
- •Характеристики затухающих колебаний
- •Дифференциальное уравнение
- •Волновая оптика
- •Характеристики волны
- •Интерференция света
- •Дифракция света
- •Поляризация и дисперсия света
- •Поляризация света
- •Дисперсия света
- •Тепловое излучение
- •Элементы квантовой оптики
- •Характеристики фотона
- •Фотоэлектрический эффект
- •Давление света
- •Эффект Комптона
- •Элементы квантовой механики
- •18.1. Волны де Бройля
- •18.2. Соотношения неопределенностей
- •18.3. Общее уравнение Шредингера
- •Постулаты Бора
- •18.5. Спектр атома водорода
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Физика: теоретический материал для подготовки к лабораторным работам
8.6. Конденсатор
Уединенный проводник – проводник, который находится столь далеко от других тел, что влиянием их электрических полей можно пренебречь.
Электроемкость уединенного проводника:
(8.6.1)
Электроемкость уединенного проводника зависит от формы и размеров, а также от диэлектрических свойств окружающей среды. Не зависит от материала, формы и размеров возможных полостей внутри проводника, т.к. свободные заряды находятся только на внешней поверхности проводника.
Конденсаторы – устройства, обладающие способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды (обладать большой емкостью). Конденсатор состоит из двух обкладок, разделенных диэлектриком. По форме обкладок различают плоские, цилиндрические и сферические конденсаторы. Обкладкам конденсатора сообщают равные по модулю и противоположные по знаку заряды. В этом случае электрическое поле полностью сосредоточено между обкладками.
Электроемкость конденсатора (системы двух проводников) – физическая величина, равная отношению заряда, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов между его обкладками:
. (8.6.2)
Для плоского конденсатора , следовательно:
. (8.6.3)
Для сферического конденсатора , следовательно:
(8.6.4)
Для цилиндрического конденсатора , следовательно:
. (8.6.5)
В формулах (8.6.3)-(8.6.5) S – площадь пластины (одной) конденсатора; d – расстояние между пластинами, (d<<S), σ и τ – поверхностная и линейная плотности заряда соответственно.
Параллельное соединение конденсаторов
Разность потенциалов Δφ на обкладках параллельно соединенных конденсаторов (рис. 8.6.1) одинакова, их заряды:
(8.6.6)
……………………
Заряд батареи конденсаторов:
(8.6.7)
Подставим (8.6.6) в (8.6.1):
(8.6.8)
Таким образом, полная емкость параллельно соединенных конденсаторов:
, (8.6.9)
где n – число конденсаторов в батарее.
Последовательное соединение конденсаторов
Заряды всех обкладок последовательно соединенных конденсаторов (рис. 8.6.2) одинаковы по модулю, а разность потенциалов на зажимах батареи:
(8.6.10)
(8.6.11)
Значит,
(8.6.12)
Откуда полная емкость параллельно соединенных конденсаторов:
(8.6.13)
Рис. 8.6.1 Рис. 8.6.2