Электроемкость конденсатора: сущность и основные характеристики

И в промышленности, и в повседневной жизни нередко требуется создание большого количества положительных и отрицательных электрических зарядов. Понятно, что с помощью электризации тел и электростатической индукции это сделать невозможно. Выходит, нужно специальное устройство. Таким устройством служит конденсатор.

Конденсатор представляет собой несложную систему, состоящую из диэлектрика, разделяющего две обкладки. При этом очень важно, чтобы толщина этого диэлектрика была невелика по сравнению с размерами этих самых обкладок, то есть проводников.

Простейшим видом электрических емкостных устройств является плоский конденсатор, который представляет собой комплекс из двух металлических пластин, разделенных каким-либо диэлектриком. Если к этим пластинам подвести электрический ток, то количественная величина напряженности возникшего между ними электрического поля будет практически в два раза больше, чем та же напряженность у одной из этих пластин.

Важнейшим показателем, характеризующим данную систему, является электроемкость. Электроемкость конденсатора с точки зрения основ электромеханики равна отношению заряда одной из применяемых пластин к напряжению между проводниками этого прибора. В общем виде электроемкость конденсатора будет выглядеть следующим образом:

Видео: 0019 Физика (часть С) - электромагнетизм

C= q/U

Если положение пластин в пространстве длительное время остается неизменным, то электроемкость конденсатора остается величиной постоянной (вне зависимости от количественных показателей заряда на пластинах).

В Международной системе физических измерений электроемкость конденсатора измеряется в фарадах (Ф). Согласно данной классификации, один фарад характеризует электроемкость такого устройства, у которого напряжение между диэлектриками составляет один вольт, а величина заряда, который подается на пластины, равна одному кулону.

На самом деле один фарад – это очень большая величина, поэтому чаще всего используют такие единицы, как микрофарады, нанофарады и даже пикофарады.

Электроемкость плоского конденсатора будет напрямую зависеть от площади его обкладок и станет увеличиваться при сокращении расстояния между ними. Для значительного увеличения электроемкости этих приборов между проводниками вводят те или иные диэлектрики.

Видео: Электростатика | электрическое поле двух бесконечных плоскостей (конденсатор)

Чаще всего электроды для конденсаторов изготавливают из тонкой фольги, а в качестве основной прокладки используется бумага, слюда или керамика. Именно в соответствии с материалом, служащим основой для диэлектриков, конденсаторы и получают свои названия – бумажные, керамические, воздушные, слюдяные. Довольно большое распространение в последнее время получили электролитические конденсаторы, которые при достаточно компактных габаритах обладают значительной электроемкостью. Благодаря этим своим качествам, они активно используются в бытовой технике, а также в качестве выпрямителей электрического тока.

Конденсаторы являются одними из самых незаменимых электрических устройств, без которых было бы попросту невозможно создание большинства бытовых и электроизмерительных приборов.