- поверхностная плотность заряда,
- заряд на одной пластине,
- площадь пластины, 
- расстояние между пластинами.
= { 
, 
} = 
= 
= { 
} = 
.
Емкость плоского конденсатора
.
--------------------------------------------------------------
Конденсатор не пропускает постоянный ток (разрывает цепь). Пропускает переменный ток (оказывает емкостное сопротивление 
).
Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.
Послед Параллельн
При последовательном соединении:
(7)
Т. к. 
, то из (7):
, или
. 
. (8)
При параллельном соединении:
.
Т.к. 
, то
,
или
, 
. (9)
Энергия электрического поля
Если конденсатор включить по схеме рисунка 1, то при положении I ключа конденсатор заряжается (лампа не светится). При положении II ключа лампа вспыхивает (конденсатор разряжается).
Энергия поля в конденсаторе
, (10)
-электроемкость, 
- напряжение на обкладках конденсатора.
Для плоского конденсатора 
, из (10):
.
- объем поля внутри конденсатора.
. (11)
Напряженность 
и напряжение :
.
Из (11):
. (12)
и - энергия и напряженность эл-го поля, 
- объем пространства, в котором находится поле,
Объемная плотность энергии,
.
Объемная плотность энергии электрического поля
. (13)
Диэлектрики в электрическом поле
Диэлектрики (изоляторы) разделяют на:
· неполярные
· полярные
· ионные кристаллы.
Электрические заряды в диэлектрике не могут свободно двигаться по его объему.
В молекулах и атомах положительные заряды имеют ядра атомов, а отрицательные – электронные оболочки атомов.
|
|
В неполярных диэлектриках центры положительных и отрицательных зарядов совпадают (Рисунок 3, а). Под действием электрического поля 
происходит смещение зарядов: положительные смещаются в направлении поля, а отрицательные – противоположно.
В результате на поверхности диэлектрика образуются «связанные » заряды. Связанные заряды создают собственное поле 
, направленное противоположно внешнему 
(Рисунок 3, б).
Напряженность результирующего поля,
.
Т. о., диэлектрики ослабляют внешнее эл поле. Диэлектрическая проницаемость 
показывает, во сколько раз диэлектрик уменьшает поле в вакууме:
.
В полярных диэлектриках положительные и отрицательные заряды атомов смещены относительно друг друга. В отсутствии внешнего поля они расположены беспорядочно и не создают внутреннего поля (Рисунок 4, а).
Под действием внешнего поля атомы ориентируются вдоль него, создавая связанные заряды (Рисунок 4, б).
В ионных кристаллах (Рисунок 5, а) связанные заряды появляются на поверхности диэлектрика за счет смещения ионов, расположенных в узлах кристаллической решетки вещества (Рисунок 5, б).
Смещение зарядов в диэлектрике под действием электрического поля называется поляризацией диэлектрика.
Пьезоэлектрики
На поверхности некоторых веществ электрические заряды образуются вследствие механических деформаций (растяжения, сжатия и изгиба). Эти вещества (кварц, турмалин, сегнетова соль и т.д) называются пьезоэлектриками.
Пьезоэлектрики используют для электрической регистрации механических деформаций.
|
|
На противоположные стороны пластинки из пьезоэлектрика, которая подвергается, например, сжатию, накладываются электроды, фиксирующие разность потенциалов. По разности потенциалов регистрируют величину деформации.