Проводники в электрическом поле. Принцип электростатической защиты. Электроемкость проводников и конденсаторов. Взаимная емкость. Батареи конденсаторов

Вещество или материальное тело, в котором имеются заряды, способные переносить электрический ток, называется проводником. В металлах переносчиками тока служат свободные (т.е. не привязанные к атомам) электроны, в электролитах — ионы, в плазме — и электроны, и ионы.

Для электростатических явлений поле внутри проводника равно нулю:

E→in ≡ 0.

Механизм исчезновения электрического поля в проводниках связан со смещением свободных зарядов ровно настолько, чтобы как раз компенсировать внешнее электрическое поле, если таковое имеется.

Электростатическая защита — помещение приборов, чувствительных к электрическому полю, внутрьзамкнутой проводящей оболочки для экранирования от внешнего электрического поля.

Это явление связано с тем, что на поверхности проводника (заряженного или незаряженного), помещённого вовнешнее электрическое поле, заряды перераспределяются так (явление электростатической индукции), чтосоздаваемое ими внутри проводника поле полностью компенсирует внешнее.

Для накопления значительных количеств разноименных электрических зарядов применяются конденсаторы. Конденсатор — это система двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Так, например, две плоские металлические пластины, расположенные параллельно и разделенные диэлектриком, образуют плоский конденсатор.

Электроемкостью конденсатора называют величину, равную отношению величины заряда одной из пластин к напряжению между ними. Электроемкость обозначается .

По определению . Единицей электроёмкости является фарад (Ф). 1 фарад — это электроемкость такого конденсатора, напряжение между обкладками которого равно 1 вольту при сообщении обкладкам разноименных зарядов по 1 кулону.

Конденсаторы применяются для накопления электрической энергии и использования ее при быстром разряде (фотовспышка), для разделения цепей постоянного и переменного тока, в выпрямителях, колебательных контурах и других радиоэлектронных устройствах.

Название физической величины: взаимная электроемкость, или просто взаимная емкость двух проводников, или емкость конденсатора.

Обозначение физической величины: С –школьное обозначение. Других обозначений нет.

Формула связи физических величин: С = qϕ 1− ϕ 2. Емкость конденсатора показывает, какую величину заряда удерживает конденсатор на каждой из двух обкладок (на одной из обкладок) при заданной разности потенциалов между обкладками.

Расшифровка формулы: q – величина заряда на каждом из проводников (на одном из проводников); j ₁ – потенциал одного из проводников; j ₂ – потенциал другого проводника.

Вектор или скаляр физическая величина: положительный скаляр.

Размерность физической величины: заряд, деленный на размерность потенциала. Единицы измерения СИ: [ С ] = К_Л/В = Ф – кулон на вольт, или фарада.

Конденсаторные батареи (КБ) являются простым и надёжным статическим устройством. Конденсаторные батареи собирают из отдельных конденсаторов, которые выпускаются на различные мощности и номинальные напряжения.