Заряд обкладок конденсатора
Заряд обкладок конденсатора — это электрические заряды, накопленные на двух его проводящих пластинах. Они равны по модулю и противоположны по знаку: если одна обкладка имеет заряд \(+Q\), то другая — \(-Q\).
Как распределяются заряды
При зарядке электрический заряд перемещается от одной обкладки к другой через внешнюю цепь. На одной пластине возникает избыток электронов, поэтому она заряжается отрицательно, а на другой — недостаток электронов, поэтому она становится положительной. Между обкладками образуется электрическое поле.
Полный заряд обеих обкладок в идеализированном случае равен нулю: \(q_1+q_2=0\). Это не означает, что конденсатор не заряжен: важно учитывать заряд каждой обкладки и поле между ними. Для напряжения на конденсаторе модуль заряда связан с электроёмкостью формулой:
Здесь \(Q\) — модуль заряда одной обкладки, \(C\) — электроёмкость, а \(U\) — напряжение между обкладками. При неизменной ёмкости увеличение напряжения приводит к пропорциональному увеличению заряда.
Конденсатор ёмкостью \(C=2\,\text{мкФ}\) подключили к напряжению \(U=5\,\text{В}\). Заряд одной обкладки равен \(Q=CU=2\cdot10^{-6}\cdot5=10\cdot10^{-6}\,\text{Кл}=10\,\text{мкКл}\). Поэтому заряды обкладок: \(+10\,\text{мкКл}\) и \(-10\,\text{мкКл}\).
Заряд обкладки \(Q\) и заряд конденсатора часто называют одинаково, но в расчётах \(Q\) — это модуль заряда одной обкладки. Нельзя складывать модули и считать заряд конденсатора равным \(2Q\): алгебраическая сумма зарядов двух обкладок равна нулю.
Если заряд одной обкладки равен \(-6\,\text{мкКл}\), каков заряд другой обкладки?
Главное
- Заряды обкладок конденсатора равны по модулю и противоположны по знаку: \(q_1=+Q\), \(q_2=-Q\).
- Полный алгебраический заряд обеих обкладок равен нулю, но конденсатор при этом запасает энергию электрического поля.
- Модуль заряда одной обкладки вычисляют по формуле \(Q=CU\).