Konduktor soliter disebut, di dekatnya tidak ada benda bermuatan lain, dielektrik, yang dapat mempengaruhi distribusi muatan konduktor ini.

Perbandingan antara besar muatan dengan potensial suatu penghantar tertentu adalah suatu nilai yang tetap, disebut kapasitas listrik (kapasitas) Dengan , .

Jadi, kapasitansi listrik dari suatu konduktor soliter secara numerik sama dengan muatan yang harus diberikan kepada konduktor untuk mengubah potensialnya sebesar satu. Pengalaman telah menunjukkan bahwa kapasitansi listrik dari sebuah konduktor tunggal tergantung pada dimensi geometris, bentuk, sifat dielektrik lingkungan dan tidak tergantung pada besarnya muatan konduktor.

Pertimbangkan sebuah bola soliter berjari-jari R terletak di media homogen dengan permitivitas e. Sebelumnya, diperoleh bahwa potensi bola sama dengan . Maka kapasitas bola , yaitu hanya bergantung pada radiusnya.

Satuan kapasitansi adalah 1 farad (F). 1F adalah kapasitansi dari konduktor soliter tersebut, yang potensialnya akan berubah sebesar 1V ketika muatan 1C diberikan. Farad adalah nilai yang sangat besar, oleh karena itu, dalam praktiknya, unit submultiple digunakan: millifarad (mF, 1mF = 10 -3 F), microfarad (μF, 1μF = 10 -6 F), nanofarad (nF, 1nF = 10 -9 F), picofarad (pF, 1pF = 10 -12 F).

Konduktor soliter, bahkan ukuran yang sangat besar, memiliki kapasitansi yang kecil. Sebuah bola soliter dengan radius 1500 kali lebih besar dari radius Bumi akan memiliki kapasitas 1F. Kapasitansi listrik bumi adalah 0,7 mF.

terpencil sebuah konduktor disebut, di dekat mana tidak ada benda bermuatan lain, dielektrik, yang dapat mempengaruhi distribusi muatan konduktor ini.

Perbandingan antara besar muatan dengan potensial suatu penghantar tertentu adalah suatu nilai yang tetap, disebut kapasitas listrik (kapasitas) Dengan:

Kapasitansi konduktor soliter secara numerik sama dengan muatan yang harus diberikan kepada konduktor untuk mengubah potensinya sebesar satu. 1 farad (F) - 1 F diambil sebagai satuan kapasitansi.

Kapasitas bola = 4pεε 0 R.

Perangkat yang memiliki kemampuan untuk mengakumulasi biaya yang signifikan disebut kapasitor. Kapasitor terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh dielektrik. Medan listrik terkonsentrasi di antara pelat, dan muatan terikat dielektrik melemahkannya, mis. menurunkan potensial, yang mengarah pada akumulasi muatan yang lebih besar pada pelat kapasitor. Kapasitansi kapasitor datar secara numerik sama dengan .

Untuk memvariasikan nilai kapasitas listrik, kapasitor dihubungkan ke baterai. Dalam hal ini, koneksi paralel dan serial mereka digunakan.

Ketika kapasitor dihubungkan secara paralel beda potensial pada pelat semua kapasitor adalah sama dan sama dengan (φ A - B). Muatan total kapasitor adalah

Kapasitas baterai penuh (gbr.28) adalah sama dengan jumlah kapasitansi semua kapasitor; kapasitor dihubungkan secara paralel ketika diperlukan untuk meningkatkan kapasitansi dan, oleh karena itu, akumulasi muatan.

Jika kapasitor dirangkai seri muatan total sama dengan muatan masing-masing kapasitor , dan beda potensial totalnya adalah (Gbr. 29)

, , .

Dari sini.

Ketika kapasitor dihubungkan secara seri, kebalikan dari kapasitansi yang dihasilkan sama dengan jumlah kebalikan dari kapasitansi semua kapasitor. Kapasitas yang dihasilkan selalu lebih kecil dari kapasitas terkecil yang digunakan pada baterai.

Energi konduktor soliter bermuatan,
kapasitor. Energi medan elektrostatik

Energi konduktor bermuatan secara numerik sama dengan pekerjaan yang harus dilakukan oleh gaya eksternal untuk mengisinya:
W= A. Saat mentransfer biaya d q dari tak terhingga, kerja dilakukan pada konduktor d A melawan gaya medan elektrostatik (untuk mengatasi gaya tolak Coulomb antara muatan sejenis): d A= jd q= C jdj.

Pertimbangkan konduktor soliter, mis. e.konduktor yang dilepaskan dari konduktor, badan dan muatan lainnya. Potensinya, menurut, berbanding lurus dengan muatan konduktor. Berdasarkan pengalaman, konduktor yang berbeda, dengan muatan yang sama, menerima potensial yang berbeda. Oleh karena itu, untuk konduktor soliter, kita dapat menulis

nilai

ditelepon kapasitas listrik(atau sederhananya kapasitas) konduktor soliter. Kapasitansi konduktor soliter ditentukan oleh muatan, yang pesannya kepada konduktor mengubah potensinya satu per satu.

Kapasitansi konduktor tergantung pada ukuran dan bentuknya, tetapi tidak tergantung pada bahan, keadaan agregasi, bentuk dan ukuran rongga di dalam konduktor. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kelebihan muatan didistribusikan pada permukaan luar konduktor. Kapasitansi juga tidak tergantung pada muatan konduktor, atau pada potensinya. Hal tersebut di atas tidak bertentangan dengan rumus, karena hanya menunjukkan bahwa kapasitansi konduktor soliter berbanding lurus dengan muatannya dan berbanding terbalik dengan potensial.

Satuan kapasitas listrik - farad(F): Kapasitas 1F dari konduktor soliter tersebut, yang potensialnya berubah menjadi IB ketika urutan 1 C diberikan padanya.

Dengan demikian, potensi bola soliter berjari-jari R, terletak di media homogen dengan permitivitas , sama dengan

Dengan menggunakan rumus, kita mendapatkan bahwa kapasitas bola

Oleh karena itu, sebuah bola soliter dalam ruang hampa dan memiliki jari-jari R=C/(4π) 9-10 6 km, yang kira-kira 1400 kali lebih besar dari jari-jari Bumi, akan memiliki kapasitas 1 F (Kapasitas listrik bumi adalah C 0,7 mF). Akibatnya, farad adalah nilai yang sangat besar, oleh karena itu, dalam praktiknya, unit submultiple digunakan - milifarad (mF), mikrofarad (μF), nanofarad (nF), picofarad (pF). Ini juga mengikuti rumus bahwa satuan konstanta listrik adalah farad per meter (F/m)

kapasitor

Agar konduktor memiliki kapasitansi besar, itu harus sangat besar. Namun dalam praktiknya, diperlukan perangkat yang, dengan ukuran kecil dan potensi kecil relatif terhadap benda di sekitarnya, dapat mengakumulasi muatan yang signifikan, dengan kata lain, memiliki kapasitas besar. Perangkat ini disebut kapasitor.

Kapasitor terdiri dari dua konduktor (pelat) yang dipisahkan oleh dielektrik. Kapasitansi kapasitor tidak boleh terpengaruh oleh benda di sekitarnya, sehingga konduktor dibentuk sedemikian rupa sehingga medan yang diciptakan oleh muatan yang terakumulasi terkonsentrasi di celah sempit di antara pelat kapasitor. Kondisi ini dipenuhi: 1) dua pelat datar; 2) dua silinder koaksial; 3) dua bola konsentris. Oleh karena itu, tergantung pada bentuk pelat, kapasitor dibagi menjadi datar, silinder dan bola.

Di bawah kapasitas kapasitor dipahami sebagai kuantitas fisik yang sama dengan rasio muatan Q yang terakumulasi dalam kapasitor dengan beda potensial ( - ) antara penutupnya:

24. Koneksi kapasitor.

Ketika terhubung secara paralel kapasitor, muatan baterai adalah q=q1+q2, aU sama dan sama dengan beda potensial. Kapasitas listrik baterai (C) sama dengan C=C1+C2, dengan kapasitor C=jumlah semua kapasitas listrik.

Ketika dihubungkan secara seri kapasitor dengan kapasitansi listrik C1 dan C2, muatan total baterai sama dengan muatan masing-masing kapasitor (q=q1=q2). Total U sama dengan jumlah tegangan pada masing-masing kapasitor: U=U1+U2. Kapasitas listrik baterai dua kapasitor seri: 1\C=1\C1+1\C2 atau C=C1C2/(C1+C2). Saat menghubungkan kapasitor C=

25. Energi sistem muatan. Energi konduktor bermuatan tunggal.

gaya interaksi elektrostatik bersifat konservatif; Ini berarti bahwa sistem muatan memiliki energi potensial.

W1=Q1*ϕ12; W2=Q2*ϕ21

di mana 12 dan 21 berturut-turut adalah potensial yang diciptakan oleh muatan Q 2 di lokasi muatan Q 1 dan muatan Q 1 di lokasi muatan Q 2 . Berdasarkan,
dan
jadi W 1 = W 2 = W dan

Dengan menambahkan ke sistem dua muatan kita secara berurutan muatan Q 3 , Q 4 , ... , kita dapat membuktikan bahwa dalam kasus n muatan tetap, energi interaksi sistem muatan titik sama dengan

(1)
di mana i adalah potensial yang dibuat pada titik di mana muatan Q i berada, oleh semua muatan kecuali yang ke-i.

Energi konduktor bermuatan tunggal:

Pertimbangkan konduktor soliter, muatan, potensial dan kapasitansi yang masing-masing sama dengan Q, dan C. Mari kita meningkatkan muatan konduktor ini dengan dQ. Untuk melakukan ini, perlu untuk mentransfer muatan dQ dari tak terhingga ke konduktor soliter, sambil menghabiskan pekerjaan untuk ini, yang sama dengan
- pekerjaan dasar dari gaya medan listrik dari konduktor bermuatan "\u003e
Untuk mengisi suatu benda dari potensial nol ke , usaha harus dilakukan

(2)
Energi konduktor bermuatan sama dengan kerja yang harus dilakukan untuk mengisi konduktor ini:
(3)
Rumus (3) juga dapat diperoleh dan kondisi bahwa potensi konduktor pada semua titiknya adalah sama, karena permukaan konduktor adalah ekipotensial. Jika adalah potensial konduktor, kita temukan

di mana Q = Q i adalah muatan konduktor.

26. Energi kapasitor yang bermuatan. Energi medan elektrostatik.

Kapasitor terdiri dari konduktor bermuatan, oleh karena itu, ia memiliki energi, yang dari rumusnya sama dengan

di mana Q adalah muatan kapasitor, C adalah kapasitansinya, adalah beda potensial antara pelat kapasitor.

« Fisika - Kelas 10 "

Dalam kondisi apa muatan listrik yang besar dapat terakumulasi pada konduktor?

Dengan metode elektrifikasi benda apa pun - dengan bantuan gesekan, mesin elektrostatik, sel galvanik, dll. - benda netral awalnya bermuatan karena fakta bahwa beberapa partikel bermuatan berpindah dari satu benda ke benda lainnya.
Biasanya partikel ini adalah elektron.

Saat menyetrum dua konduktor, misalnya, dari mesin elektrostatik, salah satunya mendapat muatan +q, dan yang lain -q.
Sebuah medan listrik muncul antara konduktor dan perbedaan potensial (tegangan) muncul.
Dengan peningkatan muatan konduktor, medan listrik di antara mereka meningkat.

Dalam medan listrik yang kuat (pada tegangan tinggi dan, karenanya, pada intensitas tinggi), dielektrik (misalnya, udara) menjadi konduktif.
Disebut kerusakan dielektrik: percikan melompat di antara konduktor, dan mereka dilepaskan.
Semakin sedikit tegangan antara konduktor meningkat dengan peningkatan muatannya, semakin banyak muatan yang dapat terakumulasi pada mereka.

Kapasitas listrik.

Kami memperkenalkan kuantitas fisik yang mencirikan kemampuan dua konduktor untuk mengakumulasi muatan listrik.
Nilai ini disebut kapasitas listrik.

Tegangan U antara dua konduktor sebanding dengan muatan listrik yang ada pada konduktor (di satu +|q|, dan di sisi lain -|q|).
Memang, jika muatan digandakan, maka kuat medan listrik akan menjadi 2 kali lebih besar, oleh karena itu, pekerjaan yang dilakukan oleh medan ketika memindahkan muatan juga akan meningkat 2 kali, yaitu tegangan akan meningkat 2 kali.

Oleh karena itu, rasio muatan q dari salah satu konduktor (ada muatan dengan modulus yang sama di sisi lain) dengan perbedaan potensial antara konduktor ini dan konduktor tetangga tidak bergantung pada muatan.

Itu ditentukan oleh dimensi geometris konduktor, bentuk dan pengaturan timbal baliknya, serta sifat listrik lingkungan.

Hal ini memungkinkan kita untuk memperkenalkan konsep kapasitansi listrik dari dua konduktor.

Kapasitas listrik dua konduktor adalah perbandingan muatan salah satu konduktor dengan beda potensial antara keduanya:

Kapasitansi listrik dari sebuah konduktor soliter sama dengan rasio muatan konduktor terhadap potensialnya, jika semua konduktor lainnya berada di tak terhingga dan potensi titik yang jauh tak terhingga adalah nol.

Semakin rendah tegangan U antara konduktor ketika mereka berkomunikasi muatan +|q| dan -|q|, semakin besar kapasitas listrik konduktor.

Muatan besar dapat disimpan pada konduktor tanpa menyebabkan kerusakan dielektrik.
Tetapi kapasitas listrik itu sendiri tidak bergantung pada muatan yang dikomunikasikan ke konduktor, atau pada tegangan yang timbul di antara mereka.

Satuan kapasitas listrik

Rumus (14.22) memungkinkan Anda memasukkan satuan kapasitas listrik.

Kapasitansi listrik dua konduktor secara numerik sama dengan satu jika, ketika memberi mereka muatan+1 C dan-1 C ada beda potensial antara keduanya 1 V

Satuan ini disebut farad(F); 1 F \u003d 1 C / V.

Karena kenyataan bahwa muatan 1 C sangat besar, kapasitansi 1 F sangat besar.
Oleh karena itu, dalam praktiknya, pecahan dari satuan ini sering digunakan: mikrofarad (μF) - 10 -6 F dan picofarad (pF) - 10 -12 F.

Karakteristik penting dari konduktor adalah kapasitas listrik.
Kapasitas listrik konduktor semakin besar, semakin kecil perbedaan potensial antara mereka ketika mereka diberi muatan yang berlawanan tanda.

Kapasitor.

Anda dapat menemukan sistem konduktor dengan kapasitas listrik yang sangat besar di penerima radio mana pun atau membelinya di toko. Itu disebut kapasitor. Sekarang Anda akan mempelajari bagaimana sistem tersebut diatur dan bergantung pada kapasitas listriknya.

Sistem dua konduktor, disebut kapasitor. Kapasitor terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh lapisan dielektrik, yang ketebalannya kecil dibandingkan dengan dimensi konduktor. Konduktor dalam hal ini disebut menghadap kapasitor.

Kapasitor datar paling sederhana terdiri dari dua pelat paralel identik yang terletak pada jarak kecil satu sama lain (Gbr. 14.33).
Jika muatan pelat-pelat tersebut identik dalam nilai absolut dan berlawanan tanda, maka garis-garis gaya medan listrik dimulai pada pelat kapasitor yang bermuatan positif dan berakhir pada pelat yang bermuatan negatif (Gbr. 14.28). Oleh karena itu, hampir seluruh medan listrik terkonsentrasi di dalam kapasitor dan seragam.

Untuk mengisi kapasitor, Anda harus memasang pelatnya ke kutub sumber tegangan, misalnya, ke kutub baterai. Anda juga dapat menghubungkan pelat pertama ke kutub baterai, di mana kutub lainnya diarde, dan pelat kedua kapasitor diarde. Kemudian pada pelat yang diarde akan ada muatan yang berlawanan tanda dan sama nilainya dengan muatan pelat yang tidak diarde. Muatan dengan modulus yang sama akan masuk ke dalam tanah.

Di bawah muatan kapasitor memahami nilai absolut dari muatan salah satu pelat.

Kapasitor kapasitansi ditentukan dengan rumus (14.22).

Medan listrik benda di sekitarnya hampir tidak menembus di dalam kapasitor dan tidak mempengaruhi perbedaan potensial antara pelatnya. Oleh karena itu, kapasitansi kapasitor praktis tidak tergantung pada keberadaan benda lain di dekatnya.

Kapasitansi kapasitor datar.

Geometri kapasitor datar sepenuhnya ditentukan oleh luas S pelat dan jarak d di antara keduanya. Kapasitansi kapasitor datar harus bergantung pada nilai-nilai ini.

Semakin besar area pelat, semakin banyak muatan yang dapat diakumulasikan pada mereka: q~S. Di sisi lain, tegangan antara pelat menurut rumus (14.21) sebanding dengan jarak d di antara mereka. Oleh karena itu, kapasitas

Selain itu, kapasitansi kapasitor tergantung pada sifat dielektrik antara pelat. Karena dielektrik melemahkan medan, kapasitansi dengan adanya dielektrik meningkat.

Mari kita uji dependensi yang diperoleh dari penalaran. Untuk melakukan ini, ambil kapasitor, di mana jarak antara pelat dapat diubah, dan elektrometer dengan kasing yang diarde (Gbr. 14.34). Kami menghubungkan badan dan batang elektrometer dengan pelat kapasitor dengan konduktor dan mengisi kapasitor. Untuk melakukan ini, Anda perlu menyentuh pelat kapasitor yang terhubung ke batang dengan tongkat listrik. Elektrometer akan menunjukkan perbedaan potensial antara pelat.

Mendorong piring terpisah kami temukan kenaikan beda potensial. Menurut definisi kapasitas listrik (lihat rumus (14.22)) ini menunjukkan penurunannya. Sesuai dengan ketergantungan (14.23), kapasitas listrik memang harus berkurang dengan bertambahnya jarak antar pelat.

Dengan memasukkan pelat dielektrik, seperti kaca organik, di antara pelat kapasitor, kami menemukan: pengurangan beda potensial. Karena itu, kapasitansi kapasitor datar dalam hal ini meningkat. Jarak antara pelat d bisa sangat kecil, dan luas S bisa sangat besar. Oleh karena itu, dengan ukuran yang kecil, kapasitor dapat memiliki kapasitas listrik yang besar.

Sebagai perbandingan: dengan tidak adanya dielektrik antara pelat kapasitor datar dengan kapasitas listrik 1 F dan jarak antara pelat d = 1 mm, harus memiliki luas pelat S = 100 km 2.

Selain itu, kapasitansi kapasitor tergantung pada sifat dielektrik antara pelat. Karena dielektrik melemahkan medan, kapasitansi dengan adanya dielektrik meningkat: di mana adalah permitivitas dielektrik.

Rangkaian kapasitor seri dan paralel. Dalam prakteknya, kapasitor sering dihubungkan dengan berbagai cara. Gambar 14.40 menunjukkan koneksi serial tiga kapasitor.

Jika titik 1 dan 2 dihubungkan dengan sumber tegangan, maka muatan +qy akan mengalir ke plat kiri kapasitor C1, dan muatan -q akan mengalir ke plat kanan kapasitor C3. Karena induksi elektrostatik, pelat kanan kapasitor C1 akan memiliki muatan -q, dan karena pelat kapasitor C1 dan C2 terhubung dan netral secara listrik sebelum tegangan dihubungkan, maka, menurut hukum kekekalan muatan , muatan + q akan muncul di pelat kiri kapasitor C2, dll. Pada semua pelat kapasitor dengan sambungan seperti itu akan memiliki muatan yang sama dalam nilai absolut:

q \u003d q 1 \u003d q 2 \u003d q 3.

Menentukan kapasitas ekivalen listrik berarti menentukan kapasitas listrik kapasitor tersebut, yang, dengan beda potensial yang sama, akan mengakumulasi muatan q yang sama dengan sistem kapasitor.

Beda potensial 1 - 2 adalah jumlah dari beda potensial antara pelat masing-masing kapasitor:

1 - 2 \u003d (φ 1 - A) + (φ A - B) + (φ B - 2),
atau U \u003d U 1 + U 2 + U 3.

Menggunakan rumus (14.23), kami menulis:

Gambar 14 41 menunjukkan diagram terhubung secara paralel kapasitor. Beda potensial antara pelat semua kapasitor adalah sama dan sama dengan:

1 - 2 \u003d U \u003d U 1 \u003d U 2 \u003d U 3.

Muatan pada pelat kapasitor

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

Pada kapasitor ekivalen dengan kapasitas C eq, muatan pada pelat pada beda potensial yang sama

q \u003d q 1 + q 2 + q 3.

Untuk kapasitas listrik, menurut rumus (14.23), kami menulis: C eq U \u003d C 1 U + C 2 U + C 3 U, oleh karena itu, C eq \u003d C 1 + C 2 + C 3, dan secara umum kasus

Berbagai jenis kapasitor.

Kapasitor memiliki perangkat yang berbeda tergantung pada tujuannya. Kapasitor kertas teknis konvensional terdiri dari dua strip aluminium foil yang diisolasi satu sama lain dan dari kotak logam dengan strip kertas yang diresapi parafin. Strip dan pita dilipat rapat menjadi paket kecil.

Dalam teknik radio, kapasitor dengan kapasitas listrik variabel banyak digunakan (Gbr. 14.35). Kapasitor semacam itu terdiri dari dua sistem pelat logam, yang, ketika pegangan diputar, dapat masuk satu ke yang lain. Dalam hal ini, area bagian pelat yang tumpang tindih dan, akibatnya, kapasitansi listriknya berubah. Dielektrik dalam kapasitor ini adalah udara.

Peningkatan kapasitas listrik yang signifikan karena penurunan jarak antara pelat dicapai dalam apa yang disebut kapasitor elektrolitik (Gbr. 14.36). Dielektrik di dalamnya adalah film oksida yang sangat tipis yang menutupi salah satu pelat (strip foil). Lapisan lain adalah kertas yang diresapi dengan larutan zat khusus (elektrolit).

Kapasitor memungkinkan Anda untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitansi kapasitor datar sebanding dengan luas pelat dan berbanding terbalik dengan jarak antar pelat. Selain itu, itu tergantung pada sifat dielektrik antara pelat.

terpencil disebut konduktor yang terletak sangat jauh dari benda lain sehingga pengaruh muatan dan medan benda lain dapat diabaikan. Ketika muatan tertentu diberikan ke konduktor seperti itu, ia akan ditempatkan di permukaannya dengan cara tertentu sehingga kondisi kesetimbangan terpenuhi. Di ruang sekitarnya, muatan konduktor akan menciptakan medan listrik. Jika muatan yang sangat kecil (tidak mempengaruhi muatan konduktor) dipindahkan dari permukaan konduktor ke jarak yang sangat kecil, maka gaya medan akan melakukan beberapa pekerjaan. Rasio memberikan potensi konduktor, yang diperolehnya sebagai hasil dari memberinya muatan.

Jika konduktor diberi tahu tambahan tentang muatan satu bagian lagi dari muatan, maka itu akan didistribusikan di atas permukaan dengan cara yang sama seperti bagian pertama. Dengan demikian, di semua titik dalam ruang, kuat medan listrik akan berlipat ganda. Pekerjaan juga akan meningkat, dan karenanya potensi konduktor. Jadi, ternyata muatan yang diberikan kepada konduktor dan potensial yang diperolehnya sebanding . Oleh karena itu, kita dapat menulis rasio:

(16.2)

.

Faktor proporsionalitas Dengan dalam kaitannya (16.3) mencirikan kemampuan konduktor untuk mengakumulasi muatan listrik dan disebut kapasitas listrik konduktor soliter. Pengaturan penjelajah ini diukur dalam farad . Sebuah kapasitansi listrik 1 farad dimiliki oleh sebuah konduktor, yang, ketika muatan 1 coulomb diberikan, memperoleh potensial 1 volt.

Kami menghitung kapasitansi konduktor bola soliter yang terletak di media dengan konstanta dielektrik. Kekuatan medan bola bermuatan di luar batasnya dijelaskan oleh ekspresi yang mirip dengan ekspresi untuk kekuatan medan muatan titik yang terletak di tengah bola. Oleh karena itu, ekspresi untuk pekerjaan memindahkan muatan titik kecil dari permukaan bola berjari-jari , memiliki muatan , hingga tak terhingga memiliki bentuk:

Jadi kapasitansi bola soliter didefinisikan oleh ekspresi:

(16.5)

.

Mengganti (16,6) jari-jari Bumi , kita mendapatkan kapasitas listrik Bumi, yaitu sekitar 700 F.

kapasitor

Konduktor soliter memiliki kapasitansi yang kecil. Namun, dalam teknologi digunakan perangkat yang memiliki kapasitas listrik hingga beberapa farad. Perangkat tersebut adalah kapasitor . Prinsip perangkat kapasitor didasarkan pada kenyataan bahwa ketika mendekati konduktor bermuatan tunggal dari konduktor lain (bahkan tidak bermuatan), kapasitas listrik sistem meningkat secara signifikan. Di bidang konduktor soliter, muatan induksi muncul pada benda yang mendekat, dan muatan tanda yang berlawanan dengan konduktor soliter yang dikomunikasikan terletak lebih dekat padanya dan mempengaruhi medannya lebih kuat. Potensi modulo konduktor berkurang, dan muatannya kekal. Ini berarti bahwa kapasitas listriknya meningkat.

Bagian-bagian yang jauh dari konduktor yang mendekat dapat dihubungkan ke Bumi (dibumikan), sehingga muatan induksi dengan tanda yang sama seperti yang diberikan ke konduktor soliter didistribusikan ke permukaan bumi dan tidak mempengaruhi potensi sistem. . Jelas, dengan membawa konduktor bermuatan berlawanan sedekat mungkin, peningkatan nyata dalam kapasitas listrik dapat dicapai. Dengan demikian, kapasitor dibuat datar ketika konduktor bermuatan berlawanan ( pelat kapasitor ) dalam bentuk, misalnya, strip foil, dipisahkan oleh lapisan dielektrik tipis. Dalam hal ini, medan listrik sistem terkonsentrasi di ruang antara pelat, dan badan eksternal tidak mempengaruhi kapasitansi kapasitor. Anda juga dapat membayangkan pelat dalam bentuk silinder atau bola konsentris.

Kapasitor kapasitansi, menurut definisi, adalah nilai rasio muatan masing-masing pelat dengan perbedaan potensial di antara mereka:

.

Konstanta dielektrik bahan antara pelat kapasitor.