АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Электроемкость. Разделенные электрические заряды всегда связаны с какими-либо телами

Читайте также:
  1. Закон сохранения электрического заряда. Электроемкость
  2. Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.
  3. Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора (вывод). Соединение конденсаторов.
  4. Электроемкость
  5. Электроемкость
  6. Электроемкость плоского конденсатора
  7. Электроемкость системы проводников. Конденсаторы.
  8. Электроемкость уединенного проводника. Электроемкость уединенного шара.

Разделенные электрические заряды всегда связаны с какими-либо телами. Накапливать электрические заряды на том или ином теле можно не беспредельно. Каждое тело в зависимости от своей конфигурации способно накапливать только определенное, ограниченное количество электричества. Величина заряда, которая изменяет потенциал тела на 1 В, определяет электроемкость изолированного тела: . (2.7)

Электроемкость шара, радиус которого равен r0, определяется выражением:

. (2.8)

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах. Одна фарада - это электроемкость такого шара, который изменяет свой потенциал на 1 В, когда ему сообщают заряд в 1 Кл. Из (2.8) следует, что радиус такого шара r0 = 1/4πε0 = 9∙109 м. Ясно, что электроемкость в 1 Ф – огромная величина. Поэтому на практике пользуются более мелкими единицами - микрофарадами (1 мкФ=10-6 Ф) и пикофарадами (1 пФ = 10-12 Ф). Например, для Земли электроемкость равна всего ~ 700 мкФ.

При наличии системы тел, образующих конденсатор, электроемкость определяется величиной заряда, которая изменяет разность потенциалов между телами на 1 В, т.е. . (2.9)

Для плоского конденсатора q = σ·S, аразность потенциалов в соответствии с (2.5) для однородного поля определяется соотношением: φ1 – φ2 =Eэd. Поскольку для плоского конденсатора Еэ=σ/ ε0 εr [см. (1.48)], то

, (2.10)

где d - расстояние между пластинами конденсатора.

Из (2.8) и (2.10) следует, что электроемкость зависит от размеров тел и их взаимного расположения. Чем больше размеры тела, тем больше его электроемкость. Чтобы обеспечить большое накопление электрических зарядов при сравнительно малых размерах, необходимо помещать тела в диэлектрики с большой относительной диэлектрической проницаемостью. Поэтому при производстве конденсаторов большой емкости и малых размерах используются сегнетоэлектрики, обладающие относительной диэлектрической проницаемостью 104-105.

Различные типы конденсаторов и их характеристики, используемые на практике приведены в табл. 2.1.

Если в качестве диэлектрика внутри плоского конденсатора использовать оксид иттрия Y2O3 толщиной 100 нм, напыленного в вакууме алюминием в несколько моноатомных слоев, то свернутая многослойная пленка высотой 20 см и диаметром 20 см будет обладать емкостью 56 Ф. Такая высокая емкость обусловлена тем, что молекулы Y2O3 обладаютбольшим встроенным электрическим моментом ~ 10 Дебая (3,33∙10-29 Кл∙м). Таким образом, рассмотренная система представляет собой молекулярный конденсатор, созданный на наноуровне.



2.3. Электрическая энергия системы
электрических зарядов

При разделении двух точечных зарядов энергия взаимодействия

, (2.11)

равна произведению заряда на потенциал в точке, где расположен этот заряд. Равенство (2.11) для одной пары зарядов можно представить и так:

. (2.12)

При наличии системы зарядов (рис. 20) энергия поля для каждой пары зарядов равна

. (2.13)

Взяв сумму всех возможных пар, получим общую энергию

(2.14)

которая отражает суперпозицию электрических полей.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)