Існують способи, що дозволяють збільшити максимальний заряд, який може знаходиться на провіднику певного розміру. Тобто збільшити електроємність провідника.
Подсоединим позитивно заряджену пластину до електроскопа. Заряд розподілитися між платинами порівну.
Піднесемо до зарядженої пластини нейтральну заземлену пластину.
На найближчій до позитивної платині стороні в результаті електростатичного тяжіння починають накопичуватися негативні заряди.
У той же час з протилежного боку пластини позитивні заряди стікають на землю, що має значну електроємність.
Негативні заряди на заземленою пластині притягують додаткові позитивні заряди до позитивної пластині від електроскопа.
Таким чином, введення додаткового провідника (заземленою пластини) збільшує здатність системи накопичувати заряди, тобто збільшує її електроємність.
Конденсатор - система з двох провідників з рівними по величині і протилежними за знаком зарядами.
Великий електроємна мають системи з двох провідників, які називаються конденсаторами. Конденсатор є два провідника, розділені шаром діелектрика, товщина якого мала в порівнянні з розмірами провідників. Провідники в цьому випадку називають обкладками конденсатора.
В конденсаторі накопичується електричний заряд і відповідно енергія електростатичного поля.
Здатність конденсатора до накопичення заряду характеризує його електрична ємність.
Електрична ємність конденсатора - фізична величина, що дорівнює відношенню заряду одного з провідників до різниці потенціалів між цим провідником і сусіднім.
Найпростіший плоский конденсатор складається з двох однакових паралельних плоских пластин, які перебувають на малій відстані один від одного.
Якщо заряди пластин однакові по модулю і протилежні за знаком, то силові лінії електричного поля починаються на позитивно зарядженої обкладці конденсатора і закінчуються на негативно зарядженої.
Майже всі електричне поле зосереджено всередині конденсатора.
У сферичного конденсатора, що складається з двох концентричних сфер, все поле зосереджено між ними.
Електричні поля навколишніх тіл майже не проникають всередину конденсатора і не впливають на різницю потенціалів між його обкладинками. Тому електрична ємність конденсатора практично не залежить від наявності поблизу нього будь-яких інших тіл.
Під зарядом конденсатора розуміють абсолютне значення заряду однієї з обкладок.
Плоский конденсатор - система з двох плоскопаралельних пластин площею S, що знаходяться на відстані d одна від одної.
Будемо вважати, що простір між пластинами заповнений повітрям з відносною діелектричною проникністю e ≈ 1.
Напруженість однорідного поля всередині конденсатора складається (за принципом суперпозиції) з напруженості полів позитивної та негативної пластин.
E + = E - = (формула напруженості поля зарядженої площини)
де # 963; = - поверхнева щільність заряду Кл / м2
Поза пластин поле відсутнє, так як напруженості пластин компенсують один одного.
Конденсатор зосереджує електростатичне поле в просторі між пластинами.
Різниця потенціалів між пластинами:
Ємність плоского конденсатора:
Електрична ємність плоского повітряного конденсатора залежить тільки від його геометричних характеристик: площі пластин і відстані між ними.
Якщо між пластин конденсатора помітити діелектрик з відносною діелектричною проникністю e, то ємність конденсатора зросте в e раз:
В результаті введення діелектрика його пов'язані заряди притягають додаткові заряди на обкладання конденсатора, збільшуючи його електроємність.
Ємність конденсатора можна збільшувати:
- зменшуючи відстань між пластин
- збільшуючи площу пластин
- підвищуючи e діелектрика між пластин
(Слюдяної конденсатор складається з двох листів тонкої плівки з слюдяною прокладкою між ними. Все це згорнуто в трубочку)
Електроємність конденсатора залежить від:
- відстані між пластинами
- відносної діелектричної проникності діелектрика між пластинами
Електроємність конденсатора не залежить від:
- заряду на пластинах
- різниці потенціалів прикладений до пластин
- зовнішнього електростатичного поля, не проникає всередину конденсатора
Умовне позначення конденсатора:
Умовно конденсатор можна розглядати як частотно-залежний резистор.
Для вирішення деяких завдань (шунтування, зв'язування контурів, створення частотно залежних дільників напруги) великих знань про конденсаторі і не потрібно. Інші завдання (побудова фільтрів, резонансних схем і ін.) Вимагають більш глибоких знань.
Конденсатор, який має ємність С фарад, до якого прикладено напругу U вольт, накопичує заряд Q кулон:
Продифференцировав вираз по часу dt отримаємо (враховуючи, що I = dQ / dt):
Струм через конденсатор пропорційний напружений, а швидкості його зміни.
ДОДАТИ ПРО КОНДЕНСАТОР В ЛАНЦЮГАХ змінного струму
Конденсатор не розсіюється енергію, хоча через нього протікає струм, так як напруга і струм на конденсаторі зміщені один щодо одного на 90о.
Найпростіший конденсатор складається з двох провідників у вигляді листів, розташованих на невеликій відстані один від одного, але не стосуються один одного.
Щоб отримати велику ємність, потрібна велика площа і менший зазор між провідниками. Зазвичай для цього один з провідників покривають тонким шаром ізолюючого матеріалу (діелектрика), або напилюють провідник на лист діелектрика. Листи провідників і діелектрика скручують в трубочку для зменшення габаритів.