І. Плоский конденсатор.

Я кщо обкладки конденсатора мають форму паралельних між собою пластин, то його називають плоским (рис. 139). Площа пластин конденсатора S і якщо лінійні розміри пластин великі порівняно з d, то електричне поле між пластинами можна вважати еквівалентним полю між двома нескінченними площинами, які заряджені різнойменно і поверхневі густини яких дорівнюють і . Крім того, відстань d повинна бути настільки малою, щоб порушення однорідності поля поблизу його країв можна було не брати до уваги.

Напруженість електричного поля і різниця потенціалів між обкладками конденсатора в цьому випадку дорівнюють:

, ,

де - відносна діелектрична проникність середовища, що заповнює простір між пластинами.

Отже, ємність плоского конденсатора:

.

Ємність конденсатора, який має шаруватий діелектрик (рис. 140), визначають за формулою:

.

Іі. Циліндричний конденсатор.

Циліндричний конденсатор утворюють дві металеві трубки різних радіусів, вставлені одна в одну аксіально, тобто так, що їх осі збігаються, і розділені шаром діелектрика (рис. 141). Поза конденсатором поля, створені внутрішньою і зовнішньою обкладками, взаємно знищуються. Поле створюється між обкладками тільки зарядом циліндра радіусом , оскільки заряд зовнішнього циліндра всередині конденсатора не створює електричного поля. Різниця потенціалів між обкладками циліндричного конденсатора

.

Тоді ємність циліндричного конденсатора

.

Якщо шар діелектрика дуже тонкий, то

і

.

Але площа обкладки циліндричного конденсатора. В результаті

.

Коли обкладки циліндричного конденсатора розділені дуже тонким шаром діелектрика, його електроємність з достатньою точністю можна обчислити за формою плоского конденсатора.

Ііі. Сферичний конденсатор.

О бкладки такого конденсатора – це дві концентричні провідні сфери з радіусами і , розділені тонким шаром діелектрика завтовшки d (рис. 142) і . Поля поза конденсатором, створені внутріш­ньою та зовнішньою обкладками, взаємно знищуються. Поле між обкладками створюється зарядом q кулі радіусом , а заряд зовнішньої кулі всередині цієї кулі не створює електричного поля. Різниця потенціалів між обкладками конденсатора дорівнює

.

Тоді електроємність сферичного конденсатора

Якщо товщина шару діелектрика d мала, то можна вважати . Тоді

,

де - площа обкладки конденсатора.

Коли сферичний конденсатор має дуже тонкий шар діелектрика, його електроємність можна обчислювати за формулою ємності плоского конденсатора.

Конденсатор характеризується не лише електроємністю, а й „пробивною напругою” – різницею потенціалів між його обкладками, при якій може відбутися пробій, тобто електричний розряд через шар діелектрика в конденсаторі. Величина пробивної напруги залежить від властивос­тей діелектрика, його товщини і форми обкладок.

Для збільшення ємності і варіювання її можливих значень конденсатори з’єд­нують в батареї.

Паралельне з’єднання конденсаторів.

Щоб отримати велику електроємність, кілька конденсаторів з’єднують в батарею так, щоб всі позитивно заряджені обкладки мали один спільний електрод, а заряджені негативно – інший (рис. 143). Таке з’єднання називається паралельним. При цьому кілька конденсаторів немовби замінюють одним, у якого площа обкладок дорівнює сумі площ обкладок складових конденсаторів.

Різниця потенціалів між обкладками всіх конденсаторів , , , незалежно від ємності, однакова і дорівнює різниці потенціалів . При цьому на кожному з них містяться заряди:

, , …, .

Заряд всієї батареї розподіляється між обкладками конденсатора так, що

,

або

.

Крім того, заряд q батареї можна виразити через її електроємність та напругу на її клемах:

.

Прирівнюючи два вирази для заряду q, отримуємо

.

Якщо батарея складається з n однакових паралельно з’єднаних конденсаторів ємністю C кожен, то її електроємність

.

З’єднувати паралельно доцільно такі конденсатори, у яких однакова робоча напруга.