Электроёмкость. Конденсаторы

Конденсатор – устройство, способное накопить и сохранить большой заряд.
Конденсатор состоит из двух металлических проводников, разделённых тонким слоем диэлектрика

«condensare» (лат.) – «уплотнять», «сгущать»
Первый конденсатор – «лейденская банка» (Питер ван Мушенбрук и Кюнеус из города Лейден, 1745)

Задача: чтобы заряд был большой, а напряжение при этом было маленьким (чтобы не произошёл «пробой диэлектрика», искра)

Электроёмкость – физическая величина, характеристика конденсатора. Показывает способность конденсатора накапливать заряд. Равна отношению заряда одной из обкладок конденсатора к разности потенциалов (напряжению) между обкладками

Единица измерения ёмкости - Фарад

Цилиндрические

Сферические

Плоский конденсатор

Формула плоского конденсатора
С – ёмкость, Ф
ε – диэлектрическая проницаемость прослойки
ε0 – электрическая постоянная, Ф/м
ε0 = 8,854•10-12 Ф/м
S – площадь пластин, м2
d – расстояние между пластинами (толщина диэлектрической прослойки), м

Конденсатор переменной ёмкости
Иногда в каких-то схемах необходимо менять ёмкость конденсатора. Это делается за счёт изменения площади пластин

Энергия заряженного конденсатора

Плотность энергии заряженного конденсатора

Правила:
Если конденсатор подключён к источнику питания, то при любых изменениях напряжение на конденсаторе остаётся постоянным и равным напряжению источника
Если конденсатор заряжен и отключён от источника, то напряжение может меняться, а заряд остаётся постоянным (первоначальным)

Последовательное соединение
q1=q2=q3=…=qобщ
U1+U2+…+UN=Uобщ

Параллельное соединение

q1 + q2 + q3 + … + qN=qобщ
U1 = U2 =…=UN=Uобщ
Cобщ = C1 + C2 +…+ CN

Бывают ещё сложные схемы, смешанное соединение:

Правила соединения конденсаторов применяют и в том случае, если конденсатор один, но диэлектрическая прослойка неоднородная: