Электрическая емкость

Если проводник А получит какой-либо заряд Q, то этот провод­ник создает электрическое поле. Электрическое поле, созданное проводником А, обладает энергией, которая и характеризует по­тенциал проводника ф. Очевидно, изменение заряда проводника вызывает аналогичное изменение его потенциала. Таким обра­зом, между зарядом проводника и его потенциалом существует прямая пропорциональность, которую можно записать следую­щим уравнением:

где С - коэффициент пропорциональности, который и называет­ся электрической емкостью проводника. Из (6.1) следует, что электрическая емкость проводника

То есть электрическая емкость проводника характеризуется заря­дом Q, который необходимо сообщить проводнику, чтобы его потен­циал изменился на единицу. Единицей измерения емкости является фарад.

Фарад — большая единица. Например, электрическая емкость проводника под названием «земля» не превышает 0,7 Ф. Поэтому на практике емкость измеряется в микрофарадах, нанофарадах и пикофарадах.

Электрическая емкость проводника характеризует способность проводника накапливать электрический заряд, изменяющий его потенциал на единицу (на 1 В).

Емкость проводника не зависит от заряда Q, сообщенного про­воднику, так как изменение заряда Q вызовет пропорциональное изменение потенциала проводника φ, а их отношение остается неизменным (6.2). (Емкость 5-литрового баллона не зависит от количества жидкости, заполняющей баллон.)

Емкость проводника не зависит также от материала и массы проводника.

Емкость проводника зависит от:

1) площади поверхности проводника, так как заряды располага­йся на поверхности проводника;

2) среды, в которой находится проводник. Например, если проводник перенести из воздуха в минеральное масло, его емкость увеличится в 2,2 раза, так как диэлектрическая проницаемость минерального масла ε_r=2,2 (см. Приложение 2); 3) близости других проводников. Если рядом с проводником в определенной среде расположен еще один проводник, то емкость системы этих двух проводников будет гораздо больше, чем сумма емкостей каждого из этих проводников в этой среде. На этом принципе устроены электрические конденсаторы.