ไฟฟ้า. หน่วยความจุไฟฟ้า ตัวเก็บประจุ ความจุไฟฟ้าของตัวนำเสริมแรง ความจุรวมของตัวนำสองตัว ตัวเก็บประจุ สำหรับตัวนำที่มีประจุและตัวนำเสริมจะต้องแข็งตัวอย่างแน่นอน

สูตร (94.3), (94.5) และ (94.7) แสดงว่าความจุของตัวเก็บประจุในรูปแบบใดๆ จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการแทรกซึมของอิเล็กทริกของอิเล็กทริก ซึ่งเติมเต็มช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก ดังนั้นการทำให้เฟอร์โรอิเล็กทริกแห้งจะทำให้ความจุของตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ตัวเก็บประจุมีลักษณะเฉพาะ แรงดันพังทลาย- ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุซึ่งขึ้นอยู่กับ พยายาม- การปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านลูกบอลอิเล็กทริกในตัวเก็บประจุ แรงดันไฟฟ้ารบกวนอยู่ภายใต้รูปทรงของแผ่นเพลท กำลังของช่างไฟฟ้า และอื่นๆ

หากต้องการเพิ่มความจุและเพิ่มค่าที่เป็นไปได้ของตัวเก็บประจุ ให้เชื่อมต่อตัวเก็บประจุเข้ากับแบตเตอรี่ ซึ่งในกรณีนี้จะเชื่อมต่อแบบขนานและแบบอนุกรม

1. การเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน(รูปที่ 144) สำหรับตัวเก็บประจุที่ต่อแบบขนาน ความต่างศักย์บนแผ่นของตัวเก็บประจุจะเท่ากันและ j เท่ากัน เอ-เจ บี- ความจุของตัวเก็บประจุโดยรอบคือเท่าไร? ซี 1 , ว 2 , ..., Z n ,โอเค (94.1) ค่าบริการจะเพิ่มขึ้น

คำถาม 1 = C 1 (เจ A -j B)

คำถาม 2 =ค 2 (เจ A -j B)

Q n = З n (j A -j B) และประจุของธนาคารตัวเก็บประจุ

ความจุแบตเตอรี่เต็ม

กล่าวคือ เมื่อต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน ผลรวมของความจุของตัวเก็บประจุที่อยู่ติดกันจะเท่ากัน

2. การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุ(รูปที่ 145) ในตัวเก็บประจุที่ต่อแบบอนุกรม ประจุของเพลตทั้งหมดจะมีค่าโมดูลัสเท่ากัน และค่าศักย์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ต่างกัน

ตัวเก็บประจุที่สามารถมองเห็นได้อยู่ที่ไหน

ในทางกลับกัน,

จากนั้นเมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม ค่าความจุจะถูกคำนวณ ดังนั้นเมื่อต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรมจะเกิดความจุไฟฟ้าตามมา ซีน้อยกว่าความจุขั้นต่ำที่มีอยู่ในแบตเตอรี่เสมอ

สุนทรพจน์ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม - ตัวนำและไดอิเล็กทริก ก่อนที่จะกล่าวถึงไดอิเล็กทริก ไม่มีประจุไฟฟ้าแรงสูงในคลังสินค้า คำดังกล่าวได้แก่ เซรามิก แก้ว หมากฝรั่ง และอื่นๆ สุนทรพจน์จะถูกส่งไปยังผู้ควบคุมวงไปยังโกดังซึ่งรวมค่าธรรมเนียมฟรีแล้ว ก่อนที่สุนทรพจน์ดังกล่าวจะมีโลหะ ไฟฟ้า และอื่นๆ

หากจ่ายประจุให้กับตัวนำเสริมแรง ประจุจะกระจายไปทั่วพื้นผิวของตัวนำเพื่อให้ความแรงของสนามไฟฟ้าที่อยู่ตรงกลางตัวนำเท่ากับศูนย์ ลักษณะของการกระจายตัวของประจุนั้นอยู่ที่ประจุนั้นเอง และจะอยู่ในรูปของตัวนำและบีบตัวนำส่วนเกินที่อยู่ตรงกลาง ประจุใหม่จะถูกกระจายไปทั่วพื้นผิวของตัวนำ คล้ายกับประจุก่อนหน้า ดังนั้นด้วยการเพิ่มขึ้นของประจุที่จ่ายให้กับตัวนำในแต่ละครั้ง ความหนาแน่นของพื้นผิวของประจุและประจุที่ตกบนพื้นที่หนึ่งของพื้นผิวของตัวนำก็จะเพิ่มขึ้นตามปัจจัยที่จุดใด ๆ ของตัวนำด้วย พื้นผิวของตัวนำ ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถเขียนว่า:

(1)

ตรงนี้ - ความแรงของพื้นผิวของประจุ - เป็นฟังก์ชันของพิกัดของจุดพื้นผิวที่กำลังถูกดูอยู่

ในการคำนวณศักย์สนามที่สร้างขึ้นโดยตัวนำที่มีประจุ เราจะแบ่งพื้นผิวของตัวนำที่เรียบ (รูปที่ 1) ออกเป็นองค์ประกอบพื้นผิวที่มีขนาดเล็กมากซึ่งมีประจุเท่ากับ

(2).

ศักยภาพของสนามไฟฟ้าสถิตที่สร้างขึ้นโดยประจุจุดใดจุดหนึ่ง ณ จุด A (รูปที่ 1) ซึ่งตั้งอยู่ด้านหน้านั้นคำนวณโดยสูตร:

(3)

ที่นี่ Nm 2 / Cl 2 - ค่าคงที่ซึ่งระบุโดยตัวเลือกของระบบที่หนึ่ง F/m – ไฟฟ้าสถิตกลายเป็นสุญญากาศ - การทะลุผ่านของฉนวนอิเล็กทริกตรงกลางซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของตัวนำ

ในการค้นหาศักยภาพของสนามไฟฟ้าสถิตที่สร้างขึ้นโดยพื้นผิวที่มีประจุทั้งหมดของตัวนำที่จุด A คุณต้องรวมสูตร (3) ไว้บนพื้นผิวทั้งหมดของตัวนำ เนื่องจากพื้นผิวของตัวนำปิดอยู่เสมอ เราจึงสามารถกำจัด:

(4)

บูรณาการ สำหรับพื้นผิวที่กำหนดจะมีจำนวนคงที่ ขนาดเศษ สำหรับงานของจิตใจ มันก็จะอยู่นิ่งเช่นกัน ดังนั้นดังที่เห็นได้จากสูตร (4) ศักยภาพของสนามไฟฟ้าสถิตที่สร้างขึ้นโดยตัวนำเสริมแรงที่จุดที่กำหนดจะเป็นสัดส่วนกับประจุของมัน

ปริมาณทางกายภาพที่สอดคล้องกับประจุของตัวนำจนถึงศักย์ไฟฟ้าเรียกว่าความจุไฟฟ้าของตัวนำเสริมแรง

เราแทนที่สูตร (5) สูตร (4) และลบ:

(6)

สูตร (6) แสดงให้เห็นว่าความจุไฟฟ้าของตัวนำเสริมขึ้นอยู่กับรูปร่าง ขนาด และการทะลุผ่านไดอิเล็กทริกของแกนซึ่งมีตัวนำอยู่ ผลที่ได้คือตัวนำที่คล้ายกันทางเรขาคณิตมีความจุที่เป็นสัดส่วนกับขนาดเชิงเส้น นอกจากนี้ สูตร (6) แสดงให้เห็นว่าความจุไฟฟ้าของตัวนำไม่ได้ขึ้นอยู่กับประจุหรือศักย์ไฟฟ้า

หากประจุไฟฟ้าของตัวนำเพิ่มขึ้นตามจำนวน ศักยภาพของมันจะเพิ่มขึ้นตามจำนวน จากนั้นจึงตามมาจากสูตร (5):

(7)

ในลักษณะดังกล่าว

(8)

สูตร (8) แสดงว่าความจุไฟฟ้าของตัวนำแสดงจำนวนประจุที่ต้องให้กับตัวนำเพื่อเปลี่ยนศักย์หนึ่งหน่วย (ในระบบมีหน่วย CI ต่อ 1 โวลต์)

สมอตนิมเรียกว่าตัวนำ โดยขยายโต๊ะให้ห่างจากวัตถุอื่นเพื่อให้สามารถซึมซับประจุและสนามของวัตถุอื่นได้ เมื่อตัวนำดังกล่าวสัมผัสกับประจุบางอย่าง เส้นเลือดจะกระจายออกไปบนพื้นผิวเพื่อให้จิตใจมีความเท่าเทียมกัน ในพื้นที่พิเศษ ประจุของตัวนำจะสร้างสนามไฟฟ้า หากประจุที่มีจำนวนไม่มาก (ไม่ไหลเข้าสู่ประจุของตัวนำ) ถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวของตัวนำ แรงสนามจะกระทำต่อหุ่นยนต์ การติดตั้งทำให้ตัวนำมีศักยภาพซึ่งจะเพิ่มมรดกให้กับประจุ

หากตัวนำจ่ายประจุเพิ่มเติม ประจุอีกส่วนหนึ่งจะกระจายไปทั่วพื้นผิวเหมือนกับส่วนแรก เห็นได้ชัดว่าในทุกจุดในอวกาศ ความแรงของสนามไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เมื่อหุ่นยนต์เติบโตขึ้น ศักยภาพของผู้ควบคุมก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ในลักษณะนี้ปรากฏว่า ประจุ ข้อมูลแก่ตัวนำ และศักยภาพที่เกิดจากตัวนำนั้น สัดส่วน . ดังนั้นคุณจึงสามารถเขียนความสัมพันธ์ได้:

ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วน ซีความสัมพันธ์ (16.3) แสดงถึงความสามารถของตัวนำในการสะสมประจุไฟฟ้า และเรียกว่าความจุไฟฟ้าของตัวนำเสริมแรง พารามิเตอร์ตัวนำนี้ สั่นสะเทือนด้วยฟารัด . ความจุไฟฟ้า 1 ฟารัดประกอบด้วยตัวนำ ซึ่งเมื่อประจุด้วยประจุ 1 คูลอมบ์ จะมีค่าศักย์ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น 1 โวลต์.

เราขยายขีดความสามารถของตัวนำทรงกลมที่เสริมน้ำซึ่งมีการซึมผ่านของอิเล็กทริกตรงกลาง ความแรงของสนามไฟฟ้าของทรงกลมที่มีประจุระหว่างช่องว่างนั้นอธิบายได้ด้วยการแสดงออกที่คล้ายกับการแสดงออกถึงความแรงของสนามของประจุจุดที่อยู่ตรงกลางของทรงกลม ดังนั้น วิธีการทำงานโดยการย้ายประจุจุดเล็กๆ จากพื้นผิวทรงกลมไปยังรัศมีที่บรรทุกประจุนั้น ดูเหมือนว่ามันจะไม่มีที่สิ้นสุด:

ทอม ความจุไฟฟ้าของทรงกลมเสริมแรง ระบุโดย viraz:

เมื่อแทนรัศมีของโลกลงใน (16.6) ความจุไฟฟ้าของโลกจะอยู่ที่ประมาณ 700 µF

ตัวเก็บประจุ

ตัวนำไฟฟ้ามีความจุต่ำ อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีใช้อุปกรณ์ที่สามารถผลิตความจุไฟฟ้าได้สูงสุดถึงหลายฟารัด ด้วยอุปกรณ์ดังกล่าว ตัวเก็บประจุ - หลักการควบคุมตัวเก็บประจุนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อตัวนำอื่น (หรือไม่มีประจุ) ใกล้กับตัวนำที่มีประจุ ความจุไฟฟ้าของระบบจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก สนามของตัวนำที่มีความแข็งแกร่งบนร่างกายที่กำลังเข้าใกล้ได้เหนี่ยวนำให้เกิดประจุ และประจุของสัญลักษณ์ที่อยู่ติดกับตัวนำที่มีความเข้มแข็งจะขยายเข้ามาใกล้และไหลเข้าสู่สนามของมันอย่างแรงมากขึ้น ศักยภาพของตัวนำที่อยู่เบื้องหลังโมดูลเปลี่ยนแปลงไป และประจุจะถูกบันทึกไว้ เซ แปลว่าอย่างนั้น กำลังการผลิตไฟฟ้าของคุณกำลังเพิ่มขึ้น.

ส่วนระยะไกลของตัวนำที่อยู่ใกล้สามารถต่อเข้ากับโลก (ต่อสายดิน) เพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดประจุที่มีเครื่องหมายเดียวกันกับตัวนำที่ต่ออยู่ โดยกระจายไปตามพื้นผิวโลก และไม่ไหลเข้าสู่ศักย์ของระบบ เห็นได้ชัดว่าการนำตัวนำที่ถูกชาร์จเข้ามาใกล้ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จะทำให้ความจุไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยทั่วไปจะมีการเตรียมตัวเก็บประจุไว้ แบน หากตัวนำถูกชาร์จเป็นเวลานาน ( แผ่นตัวเก็บประจุ ) ตัวอย่างเช่น ดูเหมือนว่าสเมียร์ฟอยล์ถูกปกคลุมด้วยลูกบอลอิเล็กทริกบางๆ ในกรณีนี้ สนามไฟฟ้าของระบบดูเหมือนจะกระจุกตัวอยู่ในช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลก และวัตถุภายนอกไม่ไหลเข้าสู่ความจุของตัวเก็บประจุ คุณยังสามารถเห็นวัสดุบุผิวในรูปของทรงกระบอกหรือทรงกลมที่มีศูนย์กลางร่วมกัน

ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุหลังจากค่าแล้ว ค่าของอัตราส่วนประจุของผิวหนังจากแผ่นเปลือกโลกต่อความต่างศักย์ระหว่างพวกมันเรียกว่า:

การแทรกซึมของวัสดุระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุด้วยอิเล็กทริก

« ฟิสิกส์ - ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10"

ประจุไฟฟ้าจำนวนมากสามารถสะสมบนตัวนำได้อย่างไร?

โดยวิธีการใด ๆ ของวัตถุที่ทำให้เกิดไฟฟ้า - โดยการถู, เครื่องจักรไฟฟ้าสถิต, เซลล์กัลวานิก ฯลฯ - อนุภาคของวัตถุที่เป็นกลางจะถูกชาร์จซึ่งเป็นผลมาจากการที่อนุภาคที่มีประจุบางส่วนผ่านจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง
เรียกอนุภาคเหล่านี้ว่าอิเล็กตรอน

เมื่อตัวนำไฟฟ้าสองตัวถูกไฟฟ้า เช่น ในเครื่องทำไฟฟ้าสถิต ตัวหนึ่งได้รับประจุ +q และอีกตัวหนึ่งได้รับประจุ -q
สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นระหว่างตัวนำและเกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้า)
เนื่องจากประจุของตัวนำเพิ่มขึ้น สนามไฟฟ้าระหว่างตัวนำจะเพิ่มขึ้น

ในสนามไฟฟ้ากำลังแรง (ที่มีความเครียดสูงและมีความตึงสูง) อิเล็กทริก (เช่น ลม) จะกลายเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
Mozhliviy อันดับดังนั้น พยายามไดอิเล็กทริก: ประกายไฟกระโดดระหว่างตัวนำและพวกมันถูกคายประจุ
ยิ่งแรงดันไฟฟ้าระหว่างตัวนำกับประจุยิ่งมากขึ้น ประจุที่สามารถสะสมได้ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ไฟฟ้า.

เราแนะนำปริมาณทางกายภาพที่แสดงถึงความสามารถของตัวนำสองตัวในการสะสมประจุไฟฟ้า
เรียกปริมาณ Qiu ไฟฟ้า.

แรงดันไฟฟ้า U ระหว่างตัวนำสองตัวเป็นสัดส่วนกับประจุไฟฟ้าที่ปรากฏบนตัวนำ (บนตัวหนึ่ง +|q| และอีกตัวหนึ่ง -|q|)
เป็นเรื่องจริงที่ทันทีที่บวกประจุเข้าไป ความแรงของสนามไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น 2 เท่า ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจึงเพิ่มขึ้น 2 เท่า

ดังนั้นประจุของตัวนำตัวใดตัวหนึ่ง (อีกด้านหนึ่งมีประจุเดียวกันด้านหลังโมดูล) จนกระทั่งความแตกต่างในศักยภาพระหว่างตัวนำนี้กับตัวนำไม่ได้อยู่ในประจุ

ระบุด้วยขนาดทางเรขาคณิตของตัวนำรูปร่างและการหมุนร่วมกันตลอดจนกำลังไฟฟ้าของศูนย์กลางที่ไม่จำเป็น

สิ่งนี้ช่วยให้คุณเข้าใจความจุไฟฟ้าของตัวนำสองตัว

ความจุไฟฟ้าของตัวนำสองตัวเรียกว่าความสัมพันธ์ระหว่างประจุของตัวนำตัวใดตัวหนึ่งกับความต่างศักย์ระหว่างตัวนำทั้งสอง:

ความจุไฟฟ้าของตัวนำเสริมแรงเท่ากับประจุของตัวนำต่อศักย์ไฟฟ้า เนื่องจากตัวนำอื่นๆ ทั้งหมดถูกเอาออกอย่างไม่สิ้นสุด และศักยภาพของจุดที่ห่างไกลอย่างไม่สิ้นสุดจะเท่ากับศูนย์

แรงดันไฟฟ้า U ระหว่างตัวนำจะลดลงเมื่อประจุ +|q| i -|q| ยิ่งความจุไฟฟ้าของตัวนำยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

เป็นไปได้ที่จะสะสมประจุจำนวนมากบนตัวนำโดยไม่ทำให้เกิดการแตกตัวของอิเล็กทริก
อย่างไรก็ตาม ความจุไฟฟ้านั้นไม่สามารถรักษาไว้ได้ทั้งจากตัวนำประจุหรือแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างกัน

หน่วยความจุไฟฟ้า

สูตร (14.22) ให้คุณจ่ายความจุไฟฟ้าหนึ่งหน่วย

ความจุไฟฟ้าของตัวนำทั้งสองจะมีค่าเท่ากับตัวเลขเมื่อประจุถูกลบออก+1 คล і-1 ก.ล มีความแตกต่างในศักยภาพระหว่างพวกเขา 1 ศิลปะ

โทรหาหนึ่งชิว ฟารัด(ฉ); 1 F = 1 C/เซนต์

เนื่องจากประจุของ 1 C นั้นมากกว่า ความจุของ 1 F จึงดูเหมือนจะมากกว่านั้นอีก
ดังนั้นจึงเป็นประโยชน์ที่จะใช้ส่วนต่าง ๆ ของหน่วยนี้บ่อยครั้ง: ไมโครฟารัด (μF) - 10 -6 F และพิโคฟารัด (pF) - 10 -12 F

ลักษณะสำคัญของตัวนำคือความจุไฟฟ้า
ความจุไฟฟ้าของตัวนำมากกว่าความต่างศักย์ระหว่างตัวนำเมื่อประจุของสัญญาณที่อยู่ติดกันลดลง

ตัวเก็บประจุ

คุณสามารถเห็นระบบตัวนำที่มีความจุไฟฟ้าสูงมากในวิทยุทุกเครื่องหรือซื้อในร้านค้า มันเรียกว่าตัวเก็บประจุ คุณจะทราบได้ทันทีว่าระบบดังกล่าวได้รับการควบคุมอย่างไรและจัดเก็บความจุไฟฟ้าไว้ที่ใด

ระบบที่มีตัวนำไฟฟ้าสองตัวเรียกว่า ตัวเก็บประจุตัวเก็บประจุมีตัวนำสองตัวคั่นด้วยลูกบอลอิเล็กทริก ซึ่งมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับขนาดของตัวนำ ในกรณีนี้จะเรียกไกด์ วัสดุบุผิวตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุแบบแบนที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยแผ่นขนานสองแผ่นซึ่งอยู่ที่ด้านเล็กด้านหนึ่งอีกด้านหนึ่ง (รูปที่ 14.33)
เนื่องจากแผ่นถูกชาร์จไว้ด้านหลังโมดูลและอยู่ด้านหลังป้าย สายไฟของสนามไฟฟ้าเริ่มต้นที่แผ่นตัวเก็บประจุที่มีประจุบวกและสิ้นสุดที่ประจุลบ (รูปที่ 14.28) นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมสนามไฟฟ้าทั้งหมด เข้มข้นตรงกลางตัวเก็บประจุและสม่ำเสมอ.

ในการชาร์จตัวเก็บประจุจำเป็นต้องติดแผ่นเข้ากับขั้วของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเช่นกับขั้วของแบตเตอรี่ คุณยังสามารถต่อแผ่นหนึ่งเข้ากับขั้วแบตเตอรี่ซึ่งมีเสากราวด์อีกอันหนึ่ง และต่อกราวด์อีกแผ่นหนึ่งของตัวเก็บประจุได้ จากนั้นแผ่นที่ต่อสายดินจะสูญเสียประจุที่เท่ากับประจุของแผ่นที่ไม่มีการต่อสายดิน ประจุเดียวกันนี้ที่อยู่ด้านหลังโมดูลจะลงสู่พื้น

ปิ๊ด ค่าตัวเก็บประจุซึ่งหมายความว่าประจุบนจานใดจานหนึ่งไม่มีนัยสำคัญอย่างยิ่ง

ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุถูกกำหนดโดยสูตร (14.22)

สนามไฟฟ้าในร่างกายส่วนเกินจะไม่ทะลุตรงกลางของตัวเก็บประจุและไม่ส่งผลกระทบต่อความต่างศักย์ระหว่างแผ่นเปลือกโลก ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้เลยที่ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุจะซ่อนอยู่ใกล้กับวัตถุอื่น

ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบแบน

รูปทรงเรขาคณิตของตัวเก็บประจุแบบแผ่นเรียบถูกกำหนดโดยพื้นที่ของแผ่นและช่องว่างระหว่างพวกมัน ค่าเหล่านี้จะกำหนดความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นเรียบ

ยิ่งพื้นที่ของแผ่นเปลือกโลกมีขนาดใหญ่เท่าใดประจุก็จะยิ่งสะสมได้มากขึ้นเท่านั้น: คิว~ส- ในทางกลับกัน แรงดันไฟฟ้าระหว่างแผ่นถูกกำหนดโดยสูตร (14.21) ของระยะห่างตามสัดส่วน d ระหว่างแผ่นเหล่านั้น จึงมีการนิรโทษกรรม

นอกจากนี้ความจุของตัวเก็บประจุยังอยู่ภายใต้อิทธิพลของฉนวนระหว่างแผ่นเปลือกโลก หากชิ้นส่วนอิเล็กทริกทำให้สนามอ่อนลง ความจุไฟฟ้าเนื่องจากอิเล็กทริกจะเพิ่มขึ้น

ลองพิจารณาความจริงของความล่าช้าที่เราได้พรากไปจากโลกนี้อีกครั้ง ในการทำเช่นนี้เราใช้ตัวเก็บประจุซึ่งสามารถเปลี่ยนช่องว่างระหว่างแผ่นเปลือกโลกได้และอิเล็กโทรมิเตอร์ที่มีตัวเรือนแบบต่อสายดิน (รูปที่ 14.34) เราเชื่อมต่อตัวเครื่องและก้านของอิเล็กโตรมิเตอร์กับแผ่นตัวเก็บประจุ ตัวนำ และตัวเก็บประจุแบบชาร์จไฟได้ ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องดันแท่งไฟฟ้าของแผ่นตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับแกน อิเล็กโตรมิเตอร์จะแสดงความแตกต่างในศักย์ไฟฟ้าระหว่างเพลต

จาน Rozsuvayuchi, มี viyavimo เพิ่มความแตกต่างในศักยภาพ- ขึ้นอยู่กับความจุไฟฟ้าที่คำนวณได้ (สูตร (14.22)) นี่แสดงถึงการเปลี่ยนแปลง แน่นอนว่าความจุไฟฟ้าจะต้องเปลี่ยนแปลงเนื่องจากระยะห่างระหว่างแผ่นที่เพิ่มขึ้น

โดยการใส่แผ่นอิเล็กทริก เช่น แก้วอินทรีย์ ไว้ระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุ เราก็สามารถทำได้อย่างชัดเจน การเปลี่ยนแปลงในความต่างศักย์- โอตเจ, ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบแบนจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป- การยืนระหว่างแผ่น d อาจเล็กลง และพื้นที่ S อาจใหญ่ก็ได้ ดังนั้นด้วยขนาดที่เล็กตัวเก็บประจุจึงสามารถทำให้เกิดความจุไฟฟ้าสูงได้

ในมุมมอง: ความเป็นฉนวนระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุแบบแบนที่มีความจุไฟฟ้า 1 F และระยะห่างระหว่างแผ่น d = 1 มม. เนื่องมาจากพื้นที่เกือบของแผ่น S = 100 กม. 2 .

นอกจากนี้ความจุของตัวเก็บประจุยังอยู่ภายใต้อิทธิพลของฉนวนระหว่างแผ่นเปลือกโลก เนื่องจากไดอิเล็กตริกทำให้สนามอ่อนลง ความจุไฟฟ้าของอิเล็กทริกจึงเพิ่มขึ้น: การทะลุผ่านของอิเล็กทริก

การเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรมและแบบขนานในความเป็นจริงแล้ว ตัวเก็บประจุมักเชื่อมต่อกันด้วยวิธีที่ต่างกัน นำเสนอเด็กน้อย 14.40 น การเชื่อมต่อตามลำดับตัวเก็บประจุสามตัว

หากจุดที่ 1 และ 2 เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า แผ่นด้านซ้ายของตัวเก็บประจุ C1 จะถ่ายโอนประจุ +qy ไปยังแผ่นด้านขวาของตัวเก็บประจุ S3 - ประจุ -q จากการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตแผ่นด้านขวาของตัวเก็บประจุ C1 มีประจุ -q ชิ้นส่วนของแผ่นตัวเก็บประจุ C1 และ C2 เชื่อมต่ออยู่และก่อนเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าจะเป็นกลางทางไฟฟ้าจากนั้นกฎการอนุรักษ์ประจุทางด้านซ้าย แผ่นของตัวเก็บประจุ C2 จะปรากฏประจุ +q i เป็นต้น แผ่นตัวเก็บประจุทั้งหมดที่เชื่อมต่อในลักษณะนี้จะมีประจุใหม่อยู่ด้านหลังโมดูล:

คิว = คิว1 = คิว2 = คิว3

คำนวณความจุไฟฟ้าที่เท่ากัน - นี่หมายถึงการคำนวณความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุดังกล่าว ซึ่งจะสะสมประจุ q เดียวกันกับระบบตัวเก็บประจุที่ความต่างศักย์เท่ากัน

ความแตกต่างในศักย์ φ1 - φ2 คือผลรวมของความแตกต่างในศักย์ระหว่างแผ่นผิวหนังและตัวเก็บประจุ:

φ 1 - φ 2 = (φ 1 - φ A) + (φ A - φ B) + (φ B - φ 2)
หรือ U = U 1 + U 2 + U 3

ใช้สูตร (14.23) เราสามารถเขียนได้:

มีการนำเสนอแผนภาพสำหรับทารก 14 41 การเชื่อมต่อแบบขนานตัวเก็บประจุ อย่างไรก็ตาม ความต่างศักย์ระหว่างแผ่นของตัวเก็บประจุทั้งหมดจะเท่ากัน:

φ 1 - φ 2 = U = U 1 = U 2 = U 3

ประจุบนแผ่นตัวเก็บประจุ

q 1 = C 1 U, q 2 = C 2 U, q 3 = C 3 U.

บนตัวเก็บประจุที่เท่ากันซึ่งมีประจุเท่ากันบนเพลตที่มีความต่างศักย์เท่ากัน

q = q1 + q2 + q3

สำหรับความจุไฟฟ้าโดยใช้สูตร (14.23) เราเขียน: C eq U = C 1 U + C 2 U + C 3 U และ C eq = C 1 + C 2 + C 3 i ในรูปแบบ zagal

ตัวเก็บประจุชนิดต่างๆ

ตัวเก็บประจุจะถูกติดตั้งในอุปกรณ์ต่าง ๆ โดยไม่คำนึงถึงวัตถุประสงค์ ตัวเก็บประจุกระดาษทางเทคนิคขั้นพื้นฐานประกอบด้วยอลูมิเนียมฟอยล์สองชิ้น หุ้มฉนวนที่ด้านหนึ่งของตัวเครื่องโลหะ โดยมีแถบกระดาษแช่ในพาราฟิน รอยพับและรอยเย็บถูกม้วนงออย่างแน่นหนาในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็ก

ในเทคโนโลยีวิทยุมีการใช้ตัวเก็บประจุความจุไฟฟ้าแบบเปลี่ยนได้อย่างกว้างขวาง (รูปที่ 14.35) ตัวเก็บประจุดังกล่าวประกอบด้วยแผ่นโลหะสองระบบซึ่งเมื่อห่อที่จับแล้วจะสามารถใส่แผ่นหนึ่งเข้าด้วยกันได้ ในกรณีนี้ชิ้นส่วนแบนของแผ่นเปลือกโลกเปลี่ยนไปซ้อนทับกันและด้วยเหตุนี้ความจุไฟฟ้า อิเล็กทริกในตัวเก็บประจุดังกล่าวจะใช้เป็นหลัก

ความจุไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญด้วยความช่วยเหลือของการเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างแผ่นเพิ่มเติมในตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า (รูปที่ 14.36) อิเล็กทริกของพวกมันคือชั้นออกไซด์บาง ๆ ที่ปกคลุมแผ่นใดแผ่นหนึ่ง (ฟอยล์) อีกปกเป็นกระดาษมีข้อความพิเศษรั่วไหลออกมา (อิเล็กโทรไลต์)

ตัวเก็บประจุช่วยให้คุณสามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้ ความจุไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบแผ่นเรียบเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ของแผ่นและมีระยะห่างเป็นสัดส่วนระหว่างแผ่น นอกจากนี้จะต้องอยู่ภายใต้อิทธิพลของพลังงานไฟฟ้าระหว่างแผ่นเปลือกโลก

นำถุงโลหะเปล่าใบเล็กมาวางไว้บนอิเล็กโตรมิเตอร์ (รูปที่ 66) ใช้ถุงทดสอบในปริมาณเท่าๆ กัน เพื่อถ่ายประจุจากถุงของเครื่องอิเล็กโตรโฟเรติกไปยังถุง โดยดันถุงที่มีประจุไปบนพื้นผิวด้านในของถุง มีข้อสังเกตว่าเมื่อประจุสารหล่อเย็นเพิ่มขึ้น ศักยภาพของพลังงานที่เหลืออยู่บนโลกก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน การวิจัยที่แม่นยำแสดงให้เห็นว่าศักยภาพของตัวนำในรูปแบบใด ๆ นั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับขนาดของประจุ กล่าวอีกนัยหนึ่งหากประจุของตัวนำจะเป็น คิว, 2คิว, 3คิว, ..., เอ็นคิวแล้วศักยภาพของมันก็น่าจะเป็น φ, 2φ, 3φ, ..., nφ- อัตราส่วนของประจุของตัวนำต่อศักยภาพของตัวนำที่กำหนดคือค่าคงที่:

หากเราใช้ความสัมพันธ์ที่คล้ายกันกับตัวนำที่มีขนาดแตกต่างกัน (div. รูปที่ 66) มันจะคงที่เช่นกัน แต่มีค่าตัวเลขต่างกัน ค่าที่ระบุโดยการตั้งค่าเหล่านี้เรียกว่าความจุไฟฟ้าของตัวนำ ความจุไฟฟ้าของตัวนำ

ปริมาณสเกลาร์ที่แสดงลักษณะกำลังของตัวนำในการดูดซับประจุไฟฟ้า และประจุที่เคลื่อนศักย์ไฟฟ้าของตัวนำทีละตัว เรียกว่า ความจุไฟฟ้าความจุไฟฟ้าเป็นปริมาณสเกลาร์ เนื่องจากตัวนำตัวหนึ่งมีความจุไฟฟ้ามากกว่าตัวนำอีกตัวหนึ่งถึงสิบเท่า ดังนั้น ดังที่เห็นได้จากสูตรความจุไฟฟ้า เพื่อที่จะประจุให้มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน ตัวนำตัวนำตัวแรกจึงต้องมีประจุสิบครั้ง มากกว่า ไม่ใช่ f อื่น เพราะสิ่งที่กล่าวมานั้นชัดเจนว่า ความจุไฟฟ้าแสดงถึงพลังของตัวนำในการสะสมประจุมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความสมดุลของศักยภาพ

ความจุไฟฟ้าของตัวนำเสริมควรเก็บไว้ที่ไหน? เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ เราจึงพิจารณาความแตกต่างสองประการในมูลค่าของโลหะและตัวทำความเย็นเปล่า ซึ่งวัดโดยอิเล็กโตรมิเตอร์ ด้วยความช่วยเหลือของถุงทดสอบ เราจะชาร์จลูกบอลเพื่อให้ค่าของประจุ q ยังคงเท่าเดิม บาชิโมะซึ่งศักยภาพของกระเป๋าไม่เท่ากัน รูที่มีรัศมีเล็กกว่าจะถูกชาร์จด้วยศักยภาพที่สูงกว่า φ 1 และหลุมที่มีรัศมีใหญ่กว่า (ศักยภาพของมันคือ φ 2) เพราะคิดค่ากระสอบขนาดเท่ากัน q = ค 1 φ 1і q = З 2 φ 2,ก φ 1 > φ 2,ที่ ซี 2 >ซี 1หมายถึง ความจุไฟฟ้าของตัวนำเสริมแรงขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นผิว: ยิ่งพื้นผิวของตัวนำมีขนาดใหญ่เท่าใด ความจุไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นที่เก็บข้อมูลนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าไม่ใช่พื้นผิวด้านนอกของตัวนำที่ถูกชาร์จ ความจุไฟฟ้าของตัวนำอยู่ที่วัสดุ

เราติดตั้งความจุไฟฟ้าชนิดหนึ่งของตัวนำในระบบ CI โดยสูตรความจุไฟฟ้ามีค่าทดแทนได้ คิว = 1 ถึงі φ = 1 นิ้ว:

ความจุไฟฟ้าหนึ่งหน่วย - ฟารัด - ถือเป็นความจุไฟฟ้าของตัวนำดังกล่าว การเพิ่มศักยภาพของมัน 1 V จะต้องเพิ่มประจุ 1 Kความจุไฟฟ้า 1 ฟใหญ่จริงๆ ดังนั้นความจุไฟฟ้าของโลกจึงมีมาแต่โบราณ 1/1400 ฟ,ดังนั้นในทางปฏิบัติ จึงจำเป็นต้องใช้หน่วยเพื่อสร้างเศษส่วนของฟารัด: เศษส่วนที่หนึ่งในล้านของฟารัด - ไมโครฟารัด (ไอเอฟเอฟ)และหนึ่งในล้านของไมโครฟารัด - พิโคฟารัด (PF):

1 f = 10 6 μF 1 μF = 10 -6 f 1 pf = 10 -12 f

1 f = 10 12 pf 1 μf = 10 6 pf 1 pf = 10 -6 μf

ซาฟดันเนีย 20.ประจุบวกในร่างกายมี 2 ประจุ ประจุแรกคือไฟฟ้า 10 หน้าค่าใช้จ่ายนั้น 10 -8 ถึงอีกอย่าง - ความจุไฟฟ้า 20 หน้าค่าใช้จ่ายนั้น 2*10 -9 ถึง- จะเกิดอะไรขึ้นถ้าร่างกายนี้เชื่อมต่อกันด้วยตัวนำ? ค้นหาการกระจายประจุที่เหลืออยู่ระหว่างร่างกาย

การเชื่อมต่อ. ศักยภาพของร่างกายครั้งแรก ศักยภาพของร่างกายอื่น ดังนั้นตั้งแต่ φ 1 >φ 2 ประจุจะเคลื่อนจากวัตถุที่มีศักยภาพสูงกว่าไปยังวัตถุที่มีศักยภาพต่ำกว่า