11

Электрическая емкость. Конденсаторы. Единицы измерения. Маркировка.

Электрическая емкость – понятие, которое характеризует способность тела накапливать электрические заряды. Электрическая емкость показывает, какое количество электричества получает тело при повышении его потенциала на один вольт. Емкость обозначается буквой C. Для того чтобы найти емкость С тела, нужно его заряд q разделить на напряжение U, до которого заряжено тело: С=q/U . Если в этой формуле выразить q в кулонах, а U в вольтах, емкость получится в практических единицах. Практическая единица емкости называется фарадой (ф), следовательно:

1 фарада=1кулон/1вольт. Фарада – это емкость такого тела, заряд которого увеличивается на один кулон при повышении его потенциала на один вольт.

Фарада – очень большая емкость. Например, емкость земного шара равны всего 0,000707 фарады. В технике применяют вспомогательные единицы емкости, являющиеся долями фарады: 1 микрофарада (1мкф) = _{1 000 000} ф = 10 ^-5ф ,

1 микромикрофарада (1 мкмкф) = 10^-5 мкф =10^-12 ф.

Из формулы для емкости можно определить величину заряда q: q = CU. Отсюда видно, что заряд тела прямо пропорционален его емкости и напряжению на нем.

Конденсаторы.

Устройство из проводников, разделенное диэлектриком, предназначенное для накопления электрических зарядов, называется конденсатором. Условное обозначение:

^____| |^_____

Простейший конденсатор, представлен в виде двух металлических пластин, между которыми проложен слой изолирующего материала. Металлические пластины называют обкладками конденсатора.

Емкость конденсатора.

Емкость всякого конденсатора зависит от трех величин: величины поверхности обкладок; расстояния между обкладками; свойства диэлектрика. Число, показывающее, во сколько раз емкость конденсатора с каким-либо диэлектриком больше емкости такого же конденсатора с воздушным диэлектриком, называется диэлектрической проницаемостью (ε) данного диэлектрика. Введением того или иного диэлектрика мы увеличиваем емкость воздушного конденсатора в несколько раз. Для плоского конденсатора, обкладки которого представляют параллельные пластины, величина емкости С прямо пропорциональна площади поверхности одной обкладки (с одной стороны) S, диэлектрической проницательности диэлектрика ε и обратно пропорциональна расстоянию между обкладками d, т.е. толщине слоя диэлектрика.

По типу диэлектрика, разделяющего обкладки, конденсаторы постоянной емкости делятся на: бумажные; слюдяные; керамические; электролитические; воздушные:

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

Параллельное соединение. Для того чтобы получить большую емкость, применяется параллельное соединение конденсаторов. При этом соединяются вместе все первые обкладки и к ним, подключается один зажим источника тока, а ко вторым обкладкам, соединенным вместе, подключается другой зажим источника. Напряжение на всех конденсаторах при параллельном соединении одно и то же, но каждый конденсатор получает различное количество электричества, пропорциональное емкости. Полный заряд, полученный всеми конденсаторами, равен сумме зарядов отдельных конденсаторов. Следовательно, общая емкость параллельно соединенных конденсаторов равна сумме емкостей отдельных конденсаторов: С=С₁+С₂+С₃. Если параллельно соединяется n конденсаторов одинаковой емкости С₁, то общая емкость равна произведению емкости одного конденсатора на число конденсаторов: С= nС_1.

Последовательное соединение конденсаторов. При последовательном соединении конденсаторов общая емкость меньше емкости каждого из них. В частности при последовательном соединении двух конденсаторов общая емкость равна произведению емкостей отдельных конденсаторов, деленному на их сумму: С=С₁С₂/С₁+С_2. Если соединить последовательно n конденсаторов равной емкости, то общая емкость будет в n раз меньше емкости одного конденсатора: С=С₁/n

Обычно последовательное включение нескольких одинаковых конденсаторов применяется для увеличения их общей электрической прочности. При этом необходимо, чтобы сопротивления изоляции конденсаторов были также одинаковыми.