Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Є́мність — фізична величина, що кількісно характеризує здатність тіла накопичувати електричний заряд.
Ємність визначається, як відношення заряду тіла Q до різниці потенціалів U:
Здебільшого ємність позначається латинською літерою C. Одиницею вимірювання ємності в системі SI є Фарад, в СГС — сантиметр.
Зазвичай поняття ємності застосовується до заряджених провідників. За відсутністю електрорушійних сил електричне поле не може існувати всередині провідників, бо воно призвело б до переміщення вільних зарядів і виникнення струмів. Тому заряди зосереджуються лише на поверхні провідника, при цьому усі точки поверхні мають однаковий потенціал. Зростання величини заряду на поверхні провідника приводить до підвищення потенціалу.
Електричне поле E навколо провідної сфери з радіусом R визначається формулою:
де Q — заряд сфери, а r — радіус точки, в якій проводиться вимірювання [1]. Електростатичний потенціал V на поверхні дорівнює:
Таким чином, ємність провідної сфери у порожнечі дорівнює її радіусу:
У Міжнародній системі величин (ISQ):
Ємність провідника залежить від його форми. Чим більша поверхня провідника, тим вища ємність. Це пояснюється тим, що на більшій поверхні віддаль між електричними зарядами зростає.
Ємність також залежить від середовища, в яке поміщений провідник. Чим більша діелектрична проникність середовища, тим більша ємність. Наприклад, для провідної сфери в середовищі із діелектричною сталою ε:
Якщо в просторі розташовані кілька заряджених провідників, то потенціал на поверхні кожного з них визначається не лише зарядом саме цього провідника, а й зарядами сусідніх провідників. Можна записати лінійну залежність між величиною зарядів Qi та величиною потенціалів Vi:
Коефіцієнти — називаються ємнісними коефіцієнтами. Іноді вживається така термінологія, в якій коефіцієнти з двома однаковими індексами називаються коефіцієнтами ємності, а коефіцієнти за різними індексами називаються коефіцієнтами індукції.
Коефіцієнти оберненої залежності:
називаються потенціальними коефіцієнтами.
У електротехніці потрібні елементи, які накопичували б заряди. Такими елементами є конденсатори. Для підвищення ємності конденсаторів їх виготовляють у вигляді двох близьких металічних поверхонь (обкладок) якомога більшої площі, розділених матеріалом із якомога більшою діелектричною сталою. Ємність плоского конденсатора:
де S — площа поверхні, d — відстань між обкладками.
Ємність циліндричного конденсатора:
де l — довжина циліндра, b — радіус зовнішньої обкладки, a — радіус внутрішньої обкладки.
Ємність двох паралельних дротин:
де l — довжина дротин, h — віддаль між ними, а та b — радіуси дротин.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.