Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 77

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 71 72 73 74 75 76 < 77 > 78 79 80 81 82 83 .. 236 >> Следующая


3°. Взаимная емкость С двух проводников зависит от их формы, размеров и взаимного расположения, а также от диэлектрических свойств окружающей среды. Если среда однородна, изотропна и заполняет все поле, то С прямо пропорциональна относительной диэлектрической проницаемости среды (111.4.3.5°). При удалении одного из проводников в бесконечность разность потенциалов Ip1 - ф2 между ними возрастает, а их взаимная емкость уменьшается, стремясь в пределе к емкости оставшегося уединенного проводника (см. п. 6°).

4°. Система из двух проводников, равномерно заряженных равными по абсолютной величине и противоположными по знаку зарядами, называется конденсатором, если форма и расположение проводников таковы, что создаваемое ими электростатическое поле локализовано в ограниченной области пространства. Сами проводники называются в этом случае обкладками конденсатора. Электроемкость конденсатора представляет собой взаимную емкость его обкладок.

5°. Емкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга, выражается формулой

EEnS С = ~Г~ (в СИ),

С =

ES

Haecrc*-

где E — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами. Эти формулы

справедливы лишь при малых d (d Js), когда можно пренебречь нарушением однородности электростатического поля у краев обкладок конденсатора.
248

ГЛ. III. 5. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ

6°. Сферический конденсатор состоит из двух концентрических металлических обкладок AviB сферической формы, радиусы которых равны T1 и г2 (рис. III.5.2). Поле заряженной сферы существует только вне ее (111.3.3.1°). Поэтому в области между обкладками электростатическое поле создается только зарядом внутренней обкладки А. За пределами внешней обкладки поля разноименно заряженных обкладок AnB взаимно уничтожаются.

Емкость сферического конденсатора вычисляется по формуле

При г2 —> 00 внутренняя обкладка превращается в уединенную Сферу, a C= 471БЄ0Г! (см. п. 3°).

При любых конечных значениях г2 емкость сферического конденсатора больше емкости уединенной внутренней обкладки:

7°. Цилиндрический конденсатор состоит из двух тонкостенных коаксиальных металлических цилиндров высотой h и радиусами T1 и г2 (рис. III.5.3), между которыми находится ди-

ЕГ-і Го

С = —— (в СГС). Г 2-Г1

С = 47ієє0г1

-----— > 471ЕЕ0Гj (В СИ).

Г2~Г1

Рис. III.5.2

Рис. III.5.3
§ III.5.3. ВЗАИМНАЯ ЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ

249

электрик с относительной диэлектрической проницаемостью є. Формула емкости цилиндрического конденсатора (а также коаксиального кабеля) имеет вид

2яе?пЛ С = , , ° ¦ (в СИ),

Mr2Zr1)

С = 9. fk - , (в СГС).

21п (г2/гг)

8°. Конденсаторы характеризуются пробивным напряжением (напряжением пробоя) — такой минимальной разностью потенциалов обкладок, при которой происходит электрический разряд через слой диэлектрика в конденсаторе. Величина пробивного напряжения зависит от формы и размеров обкладок и от свойств диэлектрика.

9°. Для получения больших емкостей конденсаторы соединяют параллельно. Общая емкость Cnap батареи параллельно соединенных конденсаторов равна сумме емкостей всех п конденсаторов, входящих в батарею:

Tl

с„р- SC,,

і = 1

где Ci — емкость і-го конденсатора.

10°. При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы. Общая емкость батареи последовательно соединенных п конденсаторов равна

1

С,

поел п

1C

п 1

У -

Lj р 1-1 1

Емкость батареи Спосл всегда меньше минимальной емкости C1, входящей в батарею. При последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов (п. 8°), так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разности потенциалов между клеммами всей батареи.
250

ГЛ. III.6. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Глава III.6 ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

§ III.6.1. Энергия заряженного проводника и электрического поля1

1°. Сообщение проводнику электрического заряда связано с совершением работы по преодолению кулоновских сил отталкивания между одноименными зарядами. Эта работа идет на увеличение электрической энергии заряженного проводника, которая аналогична потенциальной энергии в механике (1.3.3.1°). Работа SA', совершаемая внешними силами при перенесении заряда dq из бесконечности на уединенный проводник, равна

SA' = (pdq = Ccpdcp,

где С и ф — электроемкость и потенциал проводника.

Работа, совершаемая при увеличении потенциала проводника от 0 до ф, т. е. при сообщении проводнику заряда q = Сф, равна

А' = |Сфгіф = ??.

о

Соответственно энергия заряженного уединенного проводника

W - С(Р2 - g2 - 9Ф

2 2С 2

Энергия заряженного конденсатора

w = С(Аф)2 = q^_ = дДф

2 2С 2

где Сид — электроемкость и заряд конденсатора, Дф — разность потенциалов его обкладок.

1 В этой главе всюду предполагается, что электрические заряды находятся в несегнетоэлектрической среде (111.4.5.1°), которая, кроме того,

Предыдущая << 1 .. 71 72 73 74 75 76 < 77 > 78 79 80 81 82 83 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed