Kapacitansen af ​​kondensatoren

To ledere, som er isoleret fra hinanden og anbragt i nærheden, danner en kondensator.

Ledere, der danner kondensatoren, er ladet med samme størrelse og forskellige ladninger.

En bred anvendelse i praksis finder en fladen kondensator bestående af to flade parallelle metalplader adskilt af et dielektrisk lag. Afstanden mellem pladerne er lille i forhold til deres størrelse. Kondensatorplader kaldes kondensatorplader.

At oplade pladerne lig med det modsatteafgifter, kan du vedhæfte dem til polerne på den elektriske maskine. Så vil en negativ ladning passere til en plade, mens den anden modtager en positiv ladning.

Du kan forbinde en af ​​pladerne til stangen på maskinen,og den anden er jordet; Så på den anden plade vil der ved indlæsning være en ladning af samme ladning og svarende til ladningen af ​​den første plade. Hvis pladen A er ladet positivt, er pladen B negativt ladet ved induktion; Den positive ladning af plade B neutraliseres af elektroner, der har strømmet til pladen fra jorden, hvilket praktisk talt er en uudtømmelig kilde til dem. Når den positive ladning B trækkes til den positivt ladede plade A, vil den være anbragt langs pladens indre overflade A.

Hvis pladen A er opladet negativt, afviser pladen B's frie elektroner pladen A og går til jorden, pladen B er ladet positivt.

I begge tilfælde er ladningerne kun koncentreret på overfladerne A og B mod hinanden.

Fraværet af afgifter på de ydre overflader giverMuligheden for fuldstændigt at overføre ladninger til kondensatoren ved hjælp af ydersiden af ​​pladerne. Kondensatorens ladning bestemmes af ladningen af ​​en af ​​dens plader, da der på den anden side ved induktion er en ligning i størrelsesniveau.

Vi forbinder en plade af kondensatoren med en stangelektrometer, og den anden plade og elektrometerets krop er jordet. Ved hjælp af en testbold overfører vi kondensatoren i serie i lige store portioner. Vi bemærker, at når ladningen øges med henholdsvis 2, 3, 4 eller flere gange i 2, 3, 4 eller flere gange, øges kondensatorens potentielle forskel.

Denne værdi, der måles ved forholdet mellem kondensatorladningen og den potentielle forskel på dens plader (eller plader), er kondensatorens kapacitet.

Betegner det med bogstavet C, kan vi skrive:

C = q / (φ1 - φ2).

Kondensatorens elektriske felt er praktisk taget koncentreret mellem pladerne inde i det, så de omgivende legemer påvirker ikke kondensatorens kapacitet.

Vi udfører eksperimentet. Tag en flad kondensator bestående af to metalplader A og B, fastgjort på isolatorer.

Vi forbinder pladen A med elektrometeren og pladenI jorden. Vi oplade pladen A, elektrometeren bemærker en vis forskel i kondensatorens potentialer. Hvis pladen B nærmer sig A, så kan det ses, at pladens potentielle forskel falder.

Reduktion af potentielle forskelle i kondensatorens plader med uændret opladning på den indikerer en forøgelse af dens kapacitans.

Således er kapacitansen af ​​en flad kondensator større, desto mindre er afstanden mellem pladerne eller jo mindre tykkelsen af ​​det dielektriske indkapslet mellem pladerne.

Ved at skifte plade B i forhold til pladen A opadog ned, vi vil ændre pladens område overlappende hinanden. Mens man observerer elektrometerens aflæsninger, kan det fastslås, at jo større arealet af kondensatorens gensidigt overlappende plader er, jo større er dens kapacitans. Jo større området af kondensatorpladerne er, desto større er ladningen koncentreret på dem for en given potentialelighed.

Vi vil lave endnu en oplevelse. For at gøre dette arrangerer vi kondensatorpladerne A og B på en vis afstand fra hinanden og opladepladen A.

Bemærk størrelsen af ​​den potentielle forskel, når den er iDen dielektriske rolle spiller i luften. Placer nu mellem pladerne et glasark eller enhver anden dielektrisk vi ser, at den potentielle forskel falder med dem. For at hæve det til dets tidligere niveau er det nødvendigt at tilføje en afgift til pladen A. Det følger heraf, at udskiftningen af ​​luftlaget mellem kondensatorpladerne ved hjælp af et hvilket som helst andet dielektrisk øger dets kapacitans.

Lad Cq være kondensatorens kapacitet, når der mellem dens plader er tomrum eller luft, og C er dens kapacitans med brugen af ​​et dielektrisk.

Opdeling C og Co finder vi den dielektriske permittivitet af dielektriske ԑ:

ԑ = С / С₀.

Således jo større permittiviteten af ​​dielektriske, jo større kondensatorens elektriske kapacitans.