3. Электрическая емкость. Конденсаторы.
Устройство, состоящее из двух проводников, разделенных диэлектриком, называют конденсатором.
Проводники, которые называют обкладками, могут иметь форму плоских пластин, цилиндров, секторов и т.д.
Диэлектрик, разделяющий обкладки, выполняют из специальной массы, трансформаторного масла, парафинированной бумаги, слюды, воздуха и т.д.
Конденсатор, выполненный из плоских пластин, называют плоским.
Емкость плоского конденсатора
(3-5)
Чем меньше расстояние между пластинами,
тем больше емкость конденсатора. Если
пластины конденсатора замкнуть накоротко
(d=0), то его емкость
.Это означает, что конденсатор перестает
быть накопителем зарядов. Следовательно,
проводник имеет емкость, равную
бесконечности.
Напряженность поля 
определяется как
или
(3-6)
Таким образом, чем меньше расстояние между обкладками, тем больше напряженность поля, если напряжение постоянно по величине.
При подключении конденсаторов к источнику питания на их обкладках накапливаются электрические заряды, равные по величине, но обратные по знаку (рис.26).
Опыт показывает, что величина зарядовQ, накапливаемых на любой
из обкладок конденсатора, пропорциональна
напряжениюU, подводимому
к конденсатору, площади поверхности
одной обкладкиS, абсолютной
диэлектрической проницаемости εсдиэлектрика, который разделяет обкладки,
и обратно пропорциональна расстояниюdмежду обкладками.
Q=Uεс
S/dили
(3-7)
Рис. 26
Величины d,S, εс - характеризуют конструктивные параметры конденсатора и связаны соотношением
(3-8)
где С – емкость конденсатора. Т.е. емкость конденсатора характеризует его конструктивные параметры.
Тогда
(3-9)
Эта формула устанавливает связь между величиной накапливаемых на пластинах зарядов и напряжением, приложенным к обкладкам конденсатора.
При подаче на конденсатор постоянного
напряжения на пластинах сосредотачиваются
равные количества зарядов противоположных
знаков. Причем 
.
При изменении напряжения изменяется и электрический заряд. При изменении заряда на пластинах меняется и напряжение, а в цепи создается электрический ток, величина которого определяется скоростью изменения заряда на обкладках конденсатора, т.е.
, (3-10)
где 
Тогда
. (3-11)
Или можно записать
(3-12)
Когда заряд положителен и возрастает, ток положителен, и в конденсатор поступает электрическая энергия из внешней цепи. Если же заряд положителен, но убывает, ток отрицателен, и энергия, ранее накопленная в электрическом поле конденсатора, возвращается к источнику.
Ток в проводниках, соединяющих конденсатор с источником, есть ток проводимости. Ток в диэлектрике емкостного элемента является током смещения. Ток проводимости и ток смещения – есть единый процесс изменения зарядов в электрической цепи.
Емкость данного конденсатора есть величина постоянная, и измеряется в фарадах.
[ С ] = 1К/1В = 1Ф (фарада). В электротехнических установках обычно встречаются емкости порядка одной миллионной доли фарады – микрофарады (мкФ): 1мкф=10-6ф. Также измеряется емкость в нанофарадах: 1нф=10-9ф.
Электрическую емкость можно сравнить с емкостью сосуда при заполнении его газом. При постоянном объеме количество газа в сосуде пропорционально давлению. Чем оно выше, тем большее количество газа вместит сосуд. В этой аналогии давление играет роль напряжения, количество газа соответствует электрическому заряду, постоянное отношение между количеством газа и давлением соответствует емкости. Это сопоставление можно продолжить : механическая прочность стенок сосуда является пределом заполнения его газом - при превышении ее сосуд разорвется. Электрическая прочность диэлектрика между обкладками конденсатора ограничивает напряжение, а следовательно, и заряд, которым можно зарядить конденсатор; при слишком высоком напряжении произойдет пробой диэлектрика.