Відокремленим називається провідник, поблизу якого немає інших заряджених тіл, діелектриків, які могли б вплинути на розподіл зарядів даного провідника.
Відношення величини заряду до потенціалу для конкретного провідника є величина постійна, звана електроємна (ємністю) З:
Електроємність відокремленого провідника чисельно дорівнює заряду, який необхідно повідомити провіднику, щоб змінити його потенціал на одиницю. За одиницю ємності приймається 1 фарад (Ф) - 1 Ф.
Ємність кулі = 4p # 949; # 949; 0R.
Пристрої, що мають здатність накопичувати значні заряди, називаються конденсаторами. Конденсатор складається з двох провідників, розділених діелектриком. Електричне поле зосереджено між обкладками, а пов'язані заряди діелектрика послаблюють його, тобто знижують потенціал, що призводить до більшого накопичення зарядів на пластинах конденсатора. Ємність плоского конденсатора чисельно дорівнює.
Для варіювання значень електроємна конденсатори з'єднують в батареї. При цьому використовується їх паралельне і після-послідовно з'єднання.
При паралельному з'єднанні конденсаторів різниця потенціалів на обкладках всіх конденсаторів однакова і дорівнює (# 966; A - # 966; B). Загальний заряд конденсаторів дорівнює
Повна ємність батареї (рис. 1.7) дорівнює сумі ємностей всіх конденсаторів; конденсатори включаються паралельно, коли потрібно збільшити ємність і, отже, що накопичується заряд.
При послідовному з'єднанні конденсаторів загальний заряд дорівнює зарядів окремих конденсаторів. а загальна різниця потенціалів дорівнює (рис 1.8)
При послідовному з'єднанні конденсаторів зворотна величина результуючої ємності дорівнює сумі зворотних величин ємностей всіх конденсаторів. Результуюча ємність виходить завжди менше найменшої ємності, використовуваної в батареї.
1.6. Енергія зарядженого відокремленого провідника,
конденсатора. Енергія електростатичного поля
Енергія зарядженого провідника чисельно дорівнює роботі, яку повинні зробити зовнішні сили для його зарядки:
W = A. При перенесенні заряду dq з нескінченності на провідник відбувається робота dA проти сил електростатичного поля (щодо подолання кулонівських сил відштовхування між однойменними зарядами): dA = jdq = C jdj.
Щоб зарядити тіло від нульового потенціалу до потенціалу j, буде потрібно робота
Отже, енергія зарядженого провідника:
Вираз прийнято називати власною енергією зарядженого провідника. Енергія зарядженого плоского конденсатора:
де Dj - різниця потенціалів його обкладок.
Енергія електростатичного поля,
Густина енергії, тобто енергія одиниці об'єму # 969; = W / V..