§16.6. Конденсаторы

Конденсатором называется система из двух проводников, заряды которых равны по величине и противоположны по знаку, а суммарное электростатическое поле сосредоточено в ограниченной области пространства вблизи них. Емкость конденсатора - это взаимная ёмкость составляющих его проводников.

16.6.1. Плоский конденсатор.

Здесь в качестве проводников выступают две одинаковые пластины, расположенные против друг друга параллельно друг другу так, что расстояние между ними d значительно меньше их размеров. Пространство между пластинами заполнено диэлектрической средой с диэлектрической проницаемостью  (рис.16.8).

Пренебрегая краевыми эффектами можно считать распределение заряда по пластинам и электростатическое поле между ними однородным. Очевидно, что за пределами этой области поля пластин скомпенсируют друг друга. По теореме ОГ напряжённость поля в полости конденсатора

Рис.16.8

Напряжение между пластинами связано с напряжённостью по формуле однородного поля:

16.6.2. Сферический конденсатор

В качестве проводников выступают две концентрические сферы, сферический слой между которыми заполнен диэлектрической средой с диэлектрической проницаемостью . Очевидно, что за пределами внешней сферы поле отсутствует, так как суммарный охваченный заряд равен 0. В полости конденсатора поле определяется только зарядом внутренней сферы. Для интервала радиусов



16.6.3. Цилиндрический конденсатор

В качестве проводников выступают два коаксиальных цилиндра, высота h которых значительно больше большего радиуса. Цилиндрический слой между пластинами заполнен диэлектрической средой с диэлектрической проницаемостью  (рис.16.9). Пренебрегая торцевыми эффектами можно считать, что поле в полости конденсатора создано только зарядом внутреннего цилиндра, а за пределами внешнего отсутствует. Для интервала радиусов

Рис.16.9

Заряд единицы высоты внутреннего цилиндра:

 .

Для любого типа конденсаторов очевидно следующее утверждение: если конденсатор заряжен, то на нем есть напряжение; если на конденсаторе есть напряжение, то он заряжен.