No kādām vērtībām ir atkarīga vadītāja elektriskā kapacitāte? Vientuļa vadītāja elektriskā jauda

Vientuļa vadītāja elektriskā kapacitāte

Apsvērsim vientuļš ceļvedis, i., vadītājs, kas atrodas tālu no citiem vadītājiem, ķermeņiem un lādiņiem. Tās potenciāls ir tieši proporcionāls vadītāja lādiņam. No pieredzes izriet, ka dažādiem vadītājiem, kas ir vienādi uzlādēti, ir atšķirīgs potenciāls. Tāpēc vientuļam diriģentam mēs varam rakstīt

Izmērs

(93.1)

sauca elektriskā jauda(vai vienkārši jaudu) vientuļnieks. Izolēta vadītāja kapacitāti nosaka lādiņš, kura komunikācija ar vadītāju maina tā potenciālu par vienu.

Vadītāja kapacitāte ir atkarīga no tā izmēra un formas, bet nav atkarīga no materiāla, agregācijas stāvoklis, diriģenta iekšpusē esošo dobumu forma un izmērs. Tas ir saistīts ar faktu, ka liekie lādiņi tiek sadalīti uz vadītāja ārējās virsmas. Kapacitāte arī nav atkarīga no vadītāja lādiņa vai tā potenciāla.

Elektriskās jaudas mērvienība - farads(F): 1 F ir tāda izolēta vadītāja kapacitāte, kura potenciāls mainās par 1 V, ja tam tiek piešķirts 1 C lādiņš.

Saskaņā ar (84.5) vientuļas rādiusa lodītes potenciāls R, kas atrodas viendabīgā vidē ar dielektrisko konstanti e ir vienāda ar

Izmantojot formulu (93.1), mēs atklājam, ka lodītes ietilpība

(93.2)

No tā izriet, ka vientuļa sfēra, kas atrodas vakuumā un kuras rādiuss ir R=C/(4pe 0)»9×10 6 km, kas ir aptuveni 1400 reizes lielāks par Zemes rādiusu (Zemes elektriskā jauda AR" 0,7 mF). Līdz ar to farāde ir ļoti liela vērtība, tāpēc praksē tiek izmantotas submultiple mērvienības - milifarads (mF), mikrofarads (μF), nanofarads (nF), pikofarads (pF). No formulas (93.2.) arī izriet, ka elektriskās konstantes e 0 mērvienība ir farads uz metru (F/m) (sk. (78.3)).

Kondensatori

Lai vadītājam būtu liela kapacitāte, tam ir jābūt ļoti lieli izmēri. Tomēr praksē ir vajadzīgas ierīces, kurām ir iespēja ar maziem izmēriem un mazu potenciālu attiecībā pret apkārtējiem ķermeņiem uzkrāt ievērojamus lādiņus, citiem vārdiem sakot, tām ir liela jauda. Šīs ierīces sauc kondensatori.

Ja citus ķermeņus tuvina uzlādētajam vadītājam, tad uz tiem parādās inducētie (uz vadītāja) vai saistītie (uz dielektriskā) lādiņi, un tie, kas ir vistuvāk inducētajam lādiņam. J būs maksas pretēja zīme. Šie lādiņi dabiski vājina lādiņa radīto lauku J, i., tie pazemina vadītāja potenciālu, kas noved (sk. (93.1)) pie tā elektriskās jaudas palielināšanās.

Kondensators sastāv no diviem vadītājiem (plāksnēm), kas atdalīti ar dielektriķi. Kondensatora kapacitāti nedrīkst ietekmēt apkārtējie ķermeņi, tāpēc vadītāji ir veidoti tā, lai uzkrāto lādiņu radītais lauks koncentrētos šaurā spraugā starp kondensatora plāksnēm. Šo nosacījumu izpilda 1) divas plakanas plāksnes; 2) divi koaksiālie cilindri; 3) divas koncentriskas sfēras. Tāpēc, atkarībā no plākšņu formas, kondensatori tiek sadalīti plakana, cilindriska Un sfērisks.

Tā kā lauks ir koncentrēts kondensatora iekšpusē, intensitātes līnijas sākas vienā plāksnē un beidzas uz otras, tāpēc brīvie lādiņi, kas rodas uz dažādām plāksnēm, ir vienāda lieluma pretēji lādiņi. Zem kondensatora jauda tiek saprasts fiziskais daudzums, vienāds ar uzlādes koeficientu J uzkrāts kondensatorā līdz potenciāla starpībai (j 1 - j 2) starp tā plāksnēm:

(94.1)

Aprēķināsim kapacitāti plakanam kondensatoram, kas sastāv no divām paralēlām metāla plāksnēm ar laukumu S katrs atrodas attālumā d viens no otra un kuriem ir jāmaksā +Q Un – J. Ja attālums starp plāksnēm ir mazs salīdzinājumā ar to lineārajiem izmēriem, tad malu efektus var neņemt vērā un lauku starp plāksnēm var uzskatīt par viendabīgu. To var aprēķināt, izmantojot formulas (86.1) un (94.1). Ja starp plāksnēm ir dielektriķis, potenciālu starpība starp tām saskaņā ar (86.1.)

(94.2)

kur e- dielektriskā konstante. Pēc tam no formulas (94.1), aizstājot Q=sS,ņemot vērā (94.2), iegūstam plakana kondensatora kapacitātes izteiksmi:

(94.3)

Noteikt kapacitāti cilindriskam kondensatoram, kas sastāv no diviem dobiem koaksiāliem cilindriem ar rādiusiem r 1 un r 2 (r 2 > r 1), ievietojot vienu otrā, atkal neņemot vērā malu efektus, mēs uzskatām, ka lauks ir radiāli simetrisks un koncentrēts starp cilindriskām plāksnēm. Aprēķināsim potenciālu starpību starp plāksnēm, izmantojot formulu (86.3) vienmērīgi uzlādēta bezgalīga cilindra laukam ar lineāro blīvumu t = Q/l(l- vāka garums). Ja starp plāksnēm ir dielektriķis, potenciālu starpība

(94.4)

Aizstājot (94.4) ar (94.1), iegūstam cilindriskā kondensatora kapacitātes izteiksmi:

(94.5)

Lai noteiktu sfēriskā kondensatora kapacitāti, kas sastāv no divām koncentriskām plāksnēm, kuras atdala sfērisks dielektriskais slānis, mēs izmantojam formulu (86.2) potenciāla starpībai starp diviem punktiem, kas atrodas attālumos. r 1 un r 2 (r 2 > r 1) no uzlādētās sfēriskās virsmas centra. Ja starp plāksnēm ir dielektriķis, potenciālu starpība

(94.6)

Aizstājot (94.6) ar (94.1), mēs iegūstam

Ja d=r 2 - r 1<<r 1 , Tas r 2" r 1" r Un C= 4pe 0 e r 2 /d. Kopš 4p r 2 ir sfēriskās plāksnes laukums, tad iegūstam formulu (94.3). Tādējādi, ja sprauga ir maza salīdzinājumā ar sfēras rādiusu, sfērisko un plakano kondensatoru kapacitātes izteiksmes sakrīt. Šis secinājums attiecas arī uz cilindrisku kondensatoru: ar nelielu atstarpi starp cilindriem, salīdzinot ar to rādiusiem formulā (94.5) ln ( r 2 /r 1) var tikt paplašināta sērijā, kas ierobežota tikai ar pirmo pasūtījuma termiņu. Rezultātā mēs atkal nonākam pie formulas (94.3).

No formulām (94.3), (94.5) un (94.7) izriet, ka jebkuras formas kondensatoru kapacitāte ir tieši proporcionāla dielektriķa dielektriskajai konstantei, kas aizpilda telpu starp plāksnēm. Tāpēc feroelektriķu kā slāņa izmantošana ievērojami palielina kondensatoru kapacitāti.

Kondensatori ir raksturoti pārrāvuma spriegums- potenciālu starpība starp kondensatora plāksnēm, pie kurām saplīst- elektriskā izlāde caur dielektrisko slāni kondensatorā. Sadalījuma spriegums ir atkarīgs no plākšņu formas, dielektriķa īpašībām un tā biezuma.

Lai palielinātu kapacitāti un mainītu tās iespējamās vērtības, kondensatori tiek savienoti baterijās un tiek izmantoti to paralēlie un sērijveida savienojumi.

1. Kondensatoru paralēlais savienojums(144. att.). Paralēli savienotiem kondensatoriem potenciālu starpība starp kondensatoru plāksnēm ir vienāda un vienāda ar j A – j B. Ja atsevišķu kondensatoru kapacitātes AR 1 , AR 2 , ..., C n , tad saskaņā ar (94.1) to lādiņi ir vienādi

un kondensatora bankas uzlāde

Pilna akumulatora jauda

i., paralēli pieslēdzot kondensatorus, tas ir vienāds ar atsevišķo kondensatoru kapacitātes summu.

2. Kondensatoru sērijveida pieslēgšana(145. att.). Sērijveidā pieslēgtiem kondensatoriem visu plākšņu lādiņi ir vienādi un potenciālu starpība pie akumulatora spailēm

Elektriskā jauda raksturo vadītāju vai vairāku vadītāju sistēmas spēju uzkrāt elektriskos lādiņus, tātad arī elektrību, ko vēlāk var izmantot, piemēram, fotogrāfijā (zibspuldze) u.c.

Izšķir viena vadītāja elektrisko jaudu un vadītāju sistēmu (jo īpaši kondensatorus).

Noslēgti sauc par vadītāju, kas atrodas tālāk no citiem uzlādētiem un neuzlādētiem ķermeņiem, lai tie neietekmētu šo vadītāju.

Fizikālais lielums, kas vienāds ar izolēta vadītāja elektriskā lādiņa attiecību pret tā potenciālu

SI elektriskās kapacitātes vienība ir farads (F).

1 F ir tāda vadītāja elektriskā jauda, ​​kura potenciāls mainās par 1 V, ja tam tiek nodots 1 C lādiņš. Tā kā 1 F ir ļoti liela kapacitātes vienība, tiek izmantotas vairākas vienības: 1 pF (pikofarads) = 10 -12 F, 1 nF (nanofarads) = 10 -9 F, 1 µF (mikrofarads) = 10 -6 F utt. .

Vadītāja elektriskā kapacitāte nav atkarīga no vielas un lādiņa veida, bet gan no tā formas un izmēra, kā arī no citu vadītāju vai dielektriķu klātbūtnes tuvumā. Patiešām, pievedīsim neuzlādētu nūju tuvāk uzlādētai bumbiņai, kas savienota ar elektrometru (1. att.). Tas parādīs bumbas potenciāla samazināšanos. Bumbiņas lādiņš q nav mainījies, tāpēc jauda ir palielinājusies. Tas izskaidrojams ar to, ka visi vadītāji, kas atrodas lādēta vadītāja tuvumā, tiek elektrificēti tā lādiņa lauka ietekmē, un tam tuvāk inducētie pretējās zīmes lādiņi vājina lādiņa lauku q.

Ja vientuļš vadītājs ir uzlādēta sfēra, tad lauka potenciāls uz tās virsmas

kur R ir sfēras rādiuss, ir vides, kurā atrodas vadītājs, dielektriskā konstante. Tad

Vientuļa sfēriska vadītāja elektriskā jauda.

Parasti praksē mēs nodarbojamies ar diviem vai vairākiem vadītājiem. Apskatīsim divu pretēji lādētu vadītāju sistēmu ar potenciālu starpību starp tiem. Lai palielinātu potenciālu starpību starp šiem vadītājiem, ir nepieciešams strādāt pret elektrostatiskā lauka spēkiem un pārnest papildu negatīvo lādiņu -q no pozitīvi lādēta vadītāja uz negatīvi lādētu (vai lādiņu +q no negatīvi lādēta vadītāja uz pozitīvi lādētu).

Tajā pašā laikā palielinās abu lādiņu absolūtā vērtība: gan pozitīva, gan negatīva. Tāpēc savstarpēja elektriskā jauda divi vadītāji ir fizikāls lielums, kas skaitliski vienāds ar lādiņu, kas jāpārnes no viena vadītāja uz otru, lai mainītu potenciālo starpību starp tiem par 1 V:

Savstarpējā elektriskā kapacitāte ir atkarīga no vadītāju formas un izmēra, to relatīvā stāvokļa un vides relatīvās dielektriskās konstantes, kas aizpilda telpu starp tiem.

Noslēgti sauc par vadītāju, kas atrodas tik tālu no citiem ķermeņiem, ka var atstāt novārtā citu ķermeņu lādiņu un lauku ietekmi. Kad šādam vadītājam tiek dots noteikts lādiņš, tas kaut kādā veidā atradīsies uz tā virsmas, lai būtu izpildīti līdzsvara nosacījumi. Apkārtējā telpā vadītāja lādiņš radīs elektrisko lauku. Ja bezgalīgi mazs lādiņš (kas neietekmē vadītāja lādiņu) tiek pārvietots no vadītāja virsmas uz bezgalīgi mazu attālumu, tad lauka spēki veiks zināmu darbu. Attiecība dod vadītāja potenciālu, ko tas ieguva, piešķirot tam lādiņu.

Ja vadītājs ir papildus uzlādēts ar vēl vienu lādiņa daļu, tad tā tiks sadalīta pa virsmu tāpat kā pirmā daļa. Attiecīgi visos kosmosa punktos elektriskā lauka stiprums dubultosies. Palielināsies arī darbs un līdz ar to arī diriģenta potenciāls. Tādējādi izrādās, ka vadītājam piešķirtais lādiņš un tā iegūtais potenciāls proporcionāls . Tāpēc mēs varam uzrakstīt attiecību:

(16.2)

.

Proporcionalitātes faktors AR attiecībā (16.3) raksturo vadītāja spēju uzkrāt elektrisko lādiņu un to sauc par vientuļa vadītāja elektrisko kapacitāti. Šī pētnieka opcija mēra farādos . Vadītāja elektriskā jauda ir 1 farads, kas, uzlādējot ar 1 kulonu, iegūst 1 volta potenciālu.

Aprēķināsim atsevišķa sfēriska vadītāja kapacitāti, kas atrodas vidē ar dielektrisko konstanti. Uzlādētas sfēras lauka intensitāti ārpus tās robežām apraksta ar izteiksmi, kas līdzīga sfēras centrā izvietota punktveida lādiņa lauka intensitātes izteiksmei. Tāpēc izteiksmei darbam, kurā tiek pārvietots neliels punktveida lādiņš no rādiusa sfēras ar lādiņu virsmas līdz bezgalībai, ir šāda forma:

Tāpēc atsevišķas sfēras elektriskā jauda tiek noteikts ar izteiksmi:

(16.5)

.

Aizvietojot Zemes rādiusu ar (16.6), iegūstam Zemes elektrisko kapacitāti, kas ir aptuveni 700 μF.

Kondensatori

Vientuļajiem vadītājiem ir maza kapacitāte. Tomēr tehnoloģijās tiek izmantotas ierīces ar elektrisko jaudu līdz pat vairākiem faradiem. Šādas ierīces ir kondensatori . Kondensatoru konstrukcijas princips ir balstīts uz faktu, ka tad, kad cits (pat neuzlādēts) vadītājs tuvojas atsevišķam lādētam vadītājam, sistēmas elektriskā jauda ievērojami palielinās. Vientuļa diriģenta laukā uz tuvojošā ķermeņa rodas inducēti lādiņi, un komunikācijas vieninieka vadītājam pretējās zīmes lādiņi atrodas tuvāk tam un spēcīgāk iedarbojas uz tā lauku. Vadītāja moduļa potenciāls samazinās, bet lādiņš tiek saglabāts. Tas nozīmē, ka tā elektriskā jauda pieaug.

Attālinātās tuvojošā vadītāja daļas var savienot ar Zemi (iezemēt), lai inducētais lādiņš ar tādu pašu zīmi, kāds tiek piešķirts vientuļajam vadītājam, tiek sadalīts pa Zemes virsmu un neietekmētu sistēmas potenciālu. Ir acīmredzams, ka, pietuvinot pretēji uzlādētus vadītājus pēc iespējas tuvāk, var panākt ievērojamu elektriskās jaudas pieaugumu. Attiecīgi tiek izgatavoti kondensatori plakans , ja pretēji uzlādēti vadītāji ( kondensatoru plāksnes ) piemēram, folijas sloksņu veidā, kas atdalītas ar plānu dielektriķa slāni. Šajā gadījumā sistēmas elektriskais lauks izrādās koncentrēts telpā starp plāksnēm, un ārējie korpusi neietekmē kondensatora kapacitāti. Varat arī iedomāties plāksnes koncentrisku cilindru vai sfēru formā.

Kondensatora kapacitāte, pēc definīcijas, ir katras plāksnes lādiņa attiecība pret potenciālo starpību starp tām:

.

Materiāla dielektriskā konstante starp kondensatora plāksnēm.

Apsvērsim vientuļš ceļvedis, i., vadītājs, kas atrodas tālu no citiem vadītājiem, ķermeņiem un lādiņiem. Tās potenciāls saskaņā ar (84.5) ir tieši proporcionāls vadītāja lādiņam. No pieredzes izriet, ka dažādi vadītāji, kas ir vienādi uzlādēti, uzņem dažādus potenciālus. Tāpēc vientuļajam diriģentam varam rakstīt Q=Сj. Izmērs

Tiek izsaukts C=Q/j (93.1). elektriskā jauda(vai vienkārši jauda) vientuļš ceļvedis. Izolēta vadītāja kapacitāti nosaka lādiņš, kura komunikācija ar vadītāju maina tā potenciālu par vienu. Vadītāja kapacitāte ir atkarīga no tā izmēra un formas, bet nav atkarīga no materiāla, agregācijas stāvokļa, vadītāja iekšpusē esošo dobumu formas un izmēra. Tas ir saistīts ar faktu, ka liekie lādiņi tiek sadalīti uz vadītāja ārējās virsmas. Kapacitāte arī nav atkarīga no vadītāja lādiņa vai tā potenciāla. Iepriekš minētais nav pretrunā ar formulu (93.1), jo tas tikai parāda, ka izolēta vadītāja kapacitāte ir tieši proporcionāla tā lādiņam un apgriezti proporcionāla potenciālam. Elektriskās jaudas mērvienība - farads(F): 1 F ir tāda izolēta vadītāja kapacitāte, kura potenciāls mainās par 1 V, ja tam tiek piešķirts 1 C lādiņš. Saskaņā ar (84.5) vientuļas rādiusa lodītes potenciāls R, kas atrodas viendabīgā vidē ar dielektrisko konstanti e ir vienāda ar

Izmantojot formulu (93.1), mēs atklājam, ka lodītes ietilpība

С = 4pe 0 e R. (93.2)

No tā izriet, ka vientuļa sfēra, kas atrodas vakuumā un kuras rādiuss ir R=С/(4pe 0)»9 10 6 km, kas ir aptuveni 1400 reižu lielāks par Zemes rādiusu (Zemes elektriskā jauda С»0,7 mF). Līdz ar to farāde ir ļoti liela vērtība, tāpēc praksē tiek izmantotas submultiple mērvienības - milifarads (mF), mikrofarads (μF), nanofarads (nF), pikofarads (pF). No formulas (93.2.) arī izriet, ka elektriskās konstantes e 0 mērvienība ir farads uz metru (F/m) (sk. (78.3)).

Kondensatori

Kā redzams no 93.§, lai vadītājam būtu liela kapacitāte, tam jābūt ļoti lieliem izmēriem. Tomēr praksē ir vajadzīgas ierīces, kurām ir iespēja ar maziem izmēriem un mazu potenciālu attiecībā pret apkārtējiem ķermeņiem uzkrāt ievērojamus lādiņus, citiem vārdiem sakot, tām ir liela kapacitāte. Šīs ierīces sauc kondensatori.

Ja citus ķermeņus tuvina uzlādētam vadītājam, tad uz tiem parādās inducētie (uz vadītāja) vai saistītie (uz dielektriskā) lādiņi, un tie, kas ir vistuvāk inducētajam lādiņam Q, būs pretējās zīmes lādiņi. Šie lādiņi dabiski vājina lādiņa radīto lauku J, i., tie pazemina vadītāja potenciālu, kas noved (sk. (93.1)) pie tā elektriskās jaudas palielināšanās.

Kondensators sastāv no diviem vadītājiem (plāksnēm), kas atdalīti ar dielektriķi. Kondensatora kapacitāti nedrīkst ietekmēt apkārtējie ķermeņi, tāpēc vadītāji ir veidoti tā, lai uzkrāto lādiņu radītais lauks koncentrētos šaurā spraugā starp kondensatora plāksnēm. Šis nosacījums ir izpildīts (sk. 82. §): 1) divas plakanas plāksnes; 2) divi koaksiālie cilindri; 3) divas koncentriskas sfēras. Tāpēc, atkarībā no plākšņu formas, kondensatori tiek sadalīti plakana, cilindriska un sfēriska.

Tā kā lauks ir koncentrēts kondensatora iekšpusē, intensitātes līnijas sākas vienā plāksnē un beidzas uz otras, tāpēc brīvie lādiņi, kas rodas uz dažādām plāksnēm, ir vienāda lieluma pretēji lādiņi. Zem kondensatora jauda tiek saprasts kā fizisks lielums, kas vienāds ar lādiņa attiecību J uzkrājas kondensatorā līdz potenciāla starpībai (j 1 -j 2) starp tā plāksnēm: C=J/(j 1 - j 2). (94.1)

Aprēķināsim kapacitāti plakanam kondensatoram, kas sastāv no divām paralēlām metāla plāksnēm, katra ar laukumu 5, kas atrodas attālumā d viens no otra un kam ir maksas + Q un - J. Ja attālums starp plāksnēm ir mazs salīdzinājumā ar to lineārajiem izmēriem, tad malu efektus var neņemt vērā un lauku starp plāksnēm var uzskatīt par viendabīgu. To var aprēķināt, izmantojot formulas (86.1) un (94.1). Ja starp plāksnēm ir dielektriķis, potenciālu starpība starp tām saskaņā ar (86.1.)

j 1 -j 2 = sd/(e 0 e), (94.2)

kur e ir dielektriskā konstante. Pēc tam no formulas (94.1), aizstājot Q=sS,ņemot vērā (94.2), iegūstam plakana kondensatora kapacitātes izteiksmi:

C=e 0 eS/d.(94.3)

Noteikt kapacitāti cilindriskam kondensatoram, kas sastāv no diviem dobiem koaksiāliem cilindriem ar rādiusiem r 1 un r 2 (r 2 >r 1), ievietojot vienu otrā, atkal neņemot vērā malu efektus, mēs uzskatām, ka lauks ir radiāli simetrisks un koncentrēts starp cilindriskām plāksnēm. Aprēķināsim potenciālu starpību starp plāksnēm, izmantojot formulu (86.3) vienmērīgi lādēta bezgalīga cilindra laukam ar lineāro blīvumu t=Q/ l (l- oderējumu garums). Ņemot vērā dielektriķa klātbūtni starp plāksnēm

Aizstājot (94.4) ar (94.1), iegūstam cilindriskā kondensatora kapacitātes izteiksmi:

Lai noteiktu sfēriska kondensatora kapacitāti, kas sastāv no divām koncentriskām plāksnēm, kuras atdala sfērisks dielektrisks slānis, mēs izmantojam formulu (86.2) potenciālai starpībai starp diviem punktiem, kas atrodas attālumos. r 1 un r 2 (r 2 >r 1 ) no uzlādētās sfēriskās virsmas centra. Ņemot vērā dielektriķa klātbūtni starp plāksnēm

Aizstājot (94.6) ar (94.1), mēs iegūstam

Ja d=r 2 -r 1 < 1 , Tas r 2" r 1" r un C= 4pe 0 r 2/d. Tā kā 4pr 2 ir sfēriskās plāksnes laukums, mēs iegūstam formulu (94.3). Tādējādi, ja sprauga ir maza salīdzinājumā ar sfēras rādiusu, sfēriskā un plakanā kondensatora kapacitātes izteiksmes sakrīt. Šis secinājums attiecas arī uz cilindrisku kondensatoru: ar nelielu atstarpi starp cilindriem salīdzinājumā ar to rādiusiem formulā (94.5) ln (r 2 /r 1 ) var izvērst sērijā, kas ierobežota tikai ar pirmo pasūtījuma termiņu. Rezultātā mēs atkal nonākam pie formulas (94.3).

No formulām (94.3), (94.5) un (94.7) izriet, ka jebkuras formas kondensatoru kapacitāte ir tieši proporcionāla dielektriķa dielektriskajai konstantei, kas aizpilda telpu starp plāksnēm. Tāpēc feroelektriķu kā slāņa izmantošana ievērojami palielina kondensatoru kapacitāti.

Kondensatori ir raksturoti pārrāvuma spriegums- potenciālu starpība starp kondensatora plāksnēm, pie kurām saplīst- elektriskā izlāde caur dielektrisko slāni kondensatorā. Sadalījuma spriegums ir atkarīgs no plākšņu formas, dielektriķa īpašībām un tā biezuma.

Lai palielinātu kapacitāti un mainītu tās iespējamās vērtības, kondensatori tiek savienoti baterijās un tiek izmantoti to paralēlie un sērijveida savienojumi.

1. Kondensatoru paralēlais savienojums(144. att.). Paralēli savienotiem kondensatoriem potenciālu starpība uz kondensatora plāksnēm ir vienāda un vienāda ar j A-j B. Ja atsevišķu kondensatoru kapacitātes AR 1 , AR 2 , ..., C n , tad saskaņā ar (94.1) to lādiņi ir vienādi

Q 1 = C 1 (j A - j B),

Q 2 = C 2 (j A - j B),

Q n =С n (j A -j B), un kondensatora baterijas lādiņš

Pilna akumulatora jauda

i., paralēli pieslēdzot kondensatorus, tas ir vienāds ar atsevišķo kondensatoru kapacitātes summu.

2. Kondensatoru sērijveida pieslēgšana(145. att.). Sērijveidā pieslēgtiem kondensatoriem visu plākšņu lādiņi ir vienādi un potenciālu starpība pie akumulatora spailēm

kur kādam no aplūkotajiem kondensatoriem

Citā pusē,

tas ir, kad kondensatori ir savienoti virknē, kapacitātes savstarpējās vērtības tiek summētas. Tādējādi, ja kondensatori ir savienoti virknē, iegūtā kapacitāte AR vienmēr mazāka par mazāko akumulatora ietilpību.

Noslēgti sauc par vadītāju, kura tuvumā nav citu uzlādētu ķermeņu, dielektriķi, kas varētu ietekmēt šī vadītāja lādiņu sadalījumu.

Uzlādes un potenciāla attiecība konkrētam vadītājam ir nemainīga vērtība, ko sauc elektriskā jauda (jaudu) AR:

Izolēta vadītāja elektriskā jauda ir skaitliski vienāda ar lādiņu, kas jāievada vadītājam, lai mainītu tā potenciālu par vienu. Jaudas vienība tiek pieņemta kā 1 farads (F) - 1 F.

Bumbas ietilpība = 4pεε 0 R.

Tiek sauktas ierīces, kurām ir iespēja uzkrāt ievērojamas maksas kondensatori. Kondensators sastāv no diviem vadītājiem, kas atdalīti ar dielektriķi. Elektriskais lauks ir koncentrēts starp plāksnēm, un ar to saistītie dielektriskie lādiņi to vājina, t.i. samaziniet potenciālu, kas izraisa lielāku lādiņu uzkrāšanos uz kondensatora plāksnēm. Plakanā kondensatora kapacitāte ir skaitliski vienāda ar .

Lai mainītu elektriskās kapacitātes vērtības, kondensatori tiek pievienoti baterijām. Šajā gadījumā tiek izmantoti to paralēlie un seriālie savienojumi.

Pieslēdzot kondensatorus paralēli potenciālu starpība uz visu kondensatoru plāksnēm ir vienāda un vienāda ar (φ A – φ B). Kopējā kondensatoru uzlāde ir

Pilna akumulatora jauda (28. att.) vienāds ar visu kondensatoru kapacitātes summa; kondensatori tiek savienoti paralēli, ja nepieciešams palielināt kapacitāti un līdz ar to arī uzkrāto lādiņu.

Savienojot kondensatorus sērijveidā kopējais lādiņš ir vienāds ar atsevišķu kondensatoru lādiņiem , un kopējā potenciālu starpība ir vienāda ar (29. att.)

, , .

No šejienes.

Kad kondensatori ir savienoti virknē, iegūtās kapacitātes savstarpējā vērtība ir vienāda ar visu kondensatoru kapacitātes savstarpējo vērtību summu. Iegūtā ietilpība vienmēr ir mazāka par mazāko akumulatora ietilpību.

Uzlādēta vientuļa vadītāja enerģija,
kondensators. Elektrostatiskā lauka enerģija

Uzlādēta vadītāja enerģija ir skaitliski vienāda ar darbu, kas jāveic ārējiem spēkiem, lai to uzlādētu:
W= A. Pārskaitot maksu d q no bezgalības tiek strādāts pie diriģenta d A pret elektrostatiskā lauka spēkiem (lai pārvarētu Kulona atgrūšanas spēkus starp līdzīgiem lādiņiem): d A= jd q= C jdj.