Связь заряда и напряжения конденсатора
Заряд конденсатора зависит от его ёмкости и напряжения: чем больше ёмкость или напряжение, тем больше заряд. Для расчёта используют формулу \(Q=CU\).
Сама формула ёмкости рассматривается на странице формулы ёмкости конденсатора, а заряд как физическая величина — на странице заряда конденсатора. Если ёмкость постоянна, заряд прямо пропорционален напряжению: при увеличении \(U\) в 2 раза заряд также увеличивается в 2 раза.
Если изменяются и ёмкость, и напряжение, сначала находят начальный и конечный заряды: \(Q_1=C_1U_1\) и \(Q_2=C_2U_2\). Затем можно сравнить их или вычислить изменение заряда \(\Delta Q=Q_2-Q_1\). При постоянном заряде изменение ёмкости и напряжения связано соотношением \(C_1U_1=C_2U_2\).
Ёмкость конденсатора \(C=20\,\mu\text{Ф}\), напряжение \(U=12\,\text{В}\). Тогда \(Q=CU=20\cdot10^{-6}\cdot12=240\cdot10^{-6}\,\text{Кл}=240\,\mu\text{Кл}\). Если напряжение увеличить до \(24\,\text{В}\) при той же ёмкости, заряд станет \(480\,\mu\text{Кл}\).
Заряд \(Q\) измеряется в кулонах, а ёмкость \(C\) — в фарадах. Буква \(C\) в формуле обозначает ёмкость, а не кулон: кулон — это единица заряда. Также при изменении напряжения нельзя считать заряд постоянным, если конденсатор подключён к источнику и может заряжаться.
Как изменится заряд конденсатора, если его ёмкость не меняется, а напряжение уменьшить в 3 раза?
Главное
- Связь заряда, ёмкости и напряжения задаётся формулой \(Q=CU\).
- При постоянной ёмкости заряд прямо пропорционален напряжению.
- При изменении обеих величин используют \(Q_1=C_1U_1\) и \(Q_2=C_2U_2\), а затем сравнивают полученные заряды.