Потециал. Напряжение. Электрическая емкость. Конденсаторы

ПОТЕЦИАЛ. НАПРЯЖЕНИЕ

Потенциал является энергетической характеристикой электрического поля.

Потенциал численно равен работе, которую надо совершить, чтобы положительный заряд в один кулон переместить из бесконечности в данную точку электрического поля.

 

Единицей потенциала является Вольт (В).

Потенциал равен одному вольту (В), если при перемещении заряда в один кулон из бесконечности в данную точку электрического поля совершена работа в один джоуль (Дж).

Если необходимо переместить электрический заряд q из одной точки электрического поля с потенциалом φ ₁ в другую с потенциалом φ ₂, тонеобходимо совершить работу

 

Напряжением (U) называется разность потенциалов двух точек электрического поля.

Напряжение также измеряется в вольтах. Наряду с основными единицами в практике принято пользоваться их долями или многократно увеличенными значениями:

0, 000001В называется микровольтом мкВ ( одна миллионная вольта, 10^-6)

0, 001В называется милливольт мВ (одна тысячная вольта, 10^-3)

1000 В называется киловольт 10³

Электрические заряды всегда перемещаются от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом

Например, напряжение между точками А и В определяют

Если точки электрического поля имеют одинаковые потенциалы, то напряжение между этими точками равно нулю.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ

 

– + – + – + – +

Представим себе систему, состоящую из двух проводников, разделенных диэлектриком.

                  +                             –

 

Если проводникам сообщить одинаковые по величине, но противоположные по знаку (+q и –q), то между проводниками будет определенная разность потенциалов или напряжение U.

Между зарядом q и напряжением U существует линейная зависимость: чем больше заряд, тем больше напряжение, и наоборот.

На предыдущем уроке мы говорили о том, что под действием приложенного напряжения (эл. поля) на сторонах диэлектрика накапливаются заряды.

Способность тел накапливать и удерживать на своей поверхности электрические заряды под действием приложенного напряжения называется электрической емкостью.

Отношение величины заряда диэлектрика к напряжению между проводниками, есть величина постоянная, называемая электрической емкостью:

 

,   

где С – эл. емкость, Ф (Фарада)

1 Фарада – это эл. емкость такого устройства, которое заряжается 1 Кулоном электричества при разности потенциалов в 1 Вольт.

Соотношение единиц измерения:

1 мкФ (микро) = 10 ^–6 Ф

1 пФ (пико) = 10 ^–12 Ф

Т. о. величина емкости С определяет, насколько возрастет разность потенциалов при сообщении проводникам того или иного эл. заряда.

 

КОНДЕНСАТОРЫ

 

Конденсатор – это электротехническое устройство, обладающее электрической емкостью.

Простейшим по устройству является плоский конденсатор, состоящий из двух металлических обкладок, разделенных слоем диэлектрика

                                                           1 – диэлектрик

                                                                2 – обкладки (электроды, пластины)

                                               2

                  1

Емкость конденсатора увеличится, если увеличить поверхность обкладок (пластин) или приблизить их одна к другой. На емкость конденсатора оказывает влияние также материал диэлектрика. Чем больше электрическая проницаемость диэлектрика, тем больше емкость конденсатора.

Т. о., емкость плоского конденсатора определяют:

 

,

где S – площадь одной пластины, м²;

  d – толщина диэлектрика, м;

  ε _а – абсолютная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, Ф/м

Таким образом, для увеличения емкости плоского конденсатора нужно увеличить площадь пластин S, уменьшить расстояние между ними dи в качестве диэлектрика применять материал с большой относительной диэлектрической проницаемостью (ε ).

Поскольку электрическое поле между пластинами плоского конденсатора равномерное, то его напряженность определяется:

 

, В/м

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: