1.7. Энергия заряженного конденсатора

Работа, совершаемая при заряжении конденсатора, определит его электрическую энергию. Электрическая энергия заряженного конденсатора определяется теми же формулами, которые были получены для заряжен­ного проводника, если в них q, С и U будут соответственно определять за­ряд на обкладках конденсатора, емкость конденсатора и разность потен­циалов между обкладками конденсатора. Таким образом, энергия заря­женного конденсатора равна

1.8. Энергия электрического поля. Плотность энергии.

Рассмотрим однородное электрическое поле плоского конденсатора. С одной стороны, энергия заряженного конденсатора .С другой стороны, эту же энергию можно выразить через напряженность электриче­ского поля Е. Так как

где d - расстояние между обкладками конденсатора; S - площадь обкла­док, то

Здесь V = Sd - объем электрического поля между обкладками конден­сатора.

Формула (1.17) показывает, что энергия заряженного конденсатора (а также любого заряженного проводника) сосредоточена (локализована) в поле, окружающем проводник.

Для характеристики распределения энергии в поле вводится понятие объемной плотности энергии со, Для случая однородного поля:

где - вектор электрической индукции.

Таким образом, свойства электрического поля характеризуются не только напряженностью Е и потенциалом ср, но энергией W и плотностью энергии со. Так как энергия связана с массой соотношением

где с - скорость распространения света в вакууме, то масса m₀ единицы объема электрического поля равна

Энергия является мерой движения материи, и понятие о материи не может рассматриваться оторвано от понятия энергии. Электрическое поле - один из видов материи.

2.Метод работы

2.1. Метод измерения

Дли измерения электроемкости конденсатора его разряжают через гальванометр, наблюдая максимальное смещение стрелки по шкале n - n₀, которое пропорционально количеству электричества q, мгновенно прошедшего через рамку, т. е.

где В - постоянная для данного гальванометра величина, представляю­щая цену деления шкалы гальванометра в Кл/мм (в работе значение В да­ется на приборе).

Зная количество электричества и разность потенциалов на обкладках конденсатора, можно определить электроемкость конденсатора

Для измерения емкости конденсатора в работе пользуются схемой:

С помощью переключателя П производится либо зарядка конденсатора от батареи (положение 1), либо разрядка его через гальванометр (положе­ние 2) (рис. 2.1). Ключ К₂ служит для успокоения колебаний рамки гальва­нометра, а следовательно, стрелки на шкале. При замкнутом ключе К₂ в рамке движущейся в поле постоянного магнита, возникает индукционный ток, который по закону электромагнитной индукции (правило Ленца) тор­мозит движение рамки, вследствие чего рамка быстро приходит в положе­ние равновесия.

	№	U (В)	(мм)	n (мм)	n- (мм)	(Кл)
	1
	2
	3
	1
	2
	3