Плоский конденсатор
Плоский конденсатор — устройство из двух параллельных проводящих пластин, разделённых изолятором. Его электрическая ёмкость тем больше, чем больше площадь пластин и чем меньше расстояние между ними.
Основная характеристика конденсатора — электрическая ёмкость \(C\). Она показывает, какой заряд \(q\) приходится на разность потенциалов \(U\) между обкладками: \(C=\frac{q}{U}\). Для плоского конденсатора при пренебрежимо малом краевом эффекте ёмкость определяется конструкцией и материалом промежутка.
Здесь \(\varepsilon_0\) — электрическая постоянная, \(\varepsilon\) — относительная диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками, \(S\) — площадь перекрывающихся частей пластин, \(d\) — расстояние между ними. Для воздуха и вакуума \(\varepsilon\approx1\), поэтому \(C=\varepsilon_0\frac{S}{d}\). Формула показывает: увеличение площади пластин или введение диэлектрика увеличивает ёмкость, а увеличение расстояния уменьшает её.
Если площадь обкладок увеличить в 2 раза, а расстояние между ними не менять, ёмкость также увеличится в 2 раза: \(C' = 2C\). Заряд при неизменном напряжении тоже возрастёт в 2 раза, поскольку \(q=CU\).
Ёмкость не равна заряду на обкладке. Заряд \(q\) зависит от напряжения: \(q=CU\), а ёмкость плоского конденсатора определяется его размерами и материалом между обкладками. При подключении к источнику напряжение может оставаться постоянным, а заряд изменяется.
Как изменится ёмкость плоского конденсатора, если расстояние между обкладками уменьшить в 3 раза?
Главное
- Плоский конденсатор состоит из двух параллельных проводящих обкладок, разделённых диэлектриком или воздухом.
- Его ёмкость определяется формулой \(C=\varepsilon_0\varepsilon\frac{S}{d}\): она растёт с площадью пластин и уменьшается с расстоянием между ними.
- Ёмкость характеризует способность накапливать заряд и измеряется в фарадах.