Электроемкость: определение и основные формулы

Определение и основные формулы по теме Электроемкость Электроемкость — это физическая величина, характеризующая способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд. 1. Электроемкость уединенного проводника Электроемкость обозначается буквой \(C\) и определяется как отношение заряда проводника \(q\) к его потенциалу \(\phi\): \[C = \frac{q}{\phi}\] В системе СИ единица измерения емкости — Фарад (Ф). 1 Фарад — это очень большая величина, поэтому на практике используют микрофарады (мкФ), нанофарады (нФ) и пикофарады (пФ): \(1 \text{ мкФ} = 10^{-6} \text{ Ф}\) \(1 \text{ нФ} = 10^{-9} \text{ Ф}\) \(1 \text{ пФ} = 10^{-12} \text{ Ф}\) 2. Конденсатор Конденсатор — это система из двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика. Емкость конденсатора определяется формулой: \[C = \frac{q}{U}\] где \(q\) — заряд одной из обкладок, \(U\) — разность потенциалов (напряжение) между ними. 3. Плоский конденсатор Емкость плоского конденсатора зависит от его геометрических параметров и свойств диэлектрика: \[C = \frac{\varepsilon \cdot \varepsilon_0 \cdot S}{d}\] Здесь: \(\varepsilon\) — диэлектрическая проницаемость среды между пластинами; \(\varepsilon_0\) — электрическая постоянная, равная \(8,85 \cdot 10^{-12} \text{ Ф/м}\); \(S\) — площадь одной пластины; \(d\) — расстояние между пластинами. 4. Энергия заряженного конденсатора Энергия \(W\), запасенная в конденсаторе, может быть вычислена по одной из формул: \[W = \frac{q \cdot U}{2} = \frac{C \cdot U^2}{2} = \frac{q^2}{2 \cdot C}\] 5. Соединение конденсаторов При параллельном соединении общая емкость равна сумме емкостей: \[C_{total} = C_1 + C_2 + ... + C_n\] При последовательном соединении складываются обратные величины: \[\frac{1}{C_{total}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + ... + \frac{1}{C_n}\]