2.1. Электрическая емкость.

Электрическая емкость уединенного проводника – заряд, который нужно сообщить проводнику, чтобы его потенциал возрос на единицу:

, Ф

Поскольку емкость уединенных проводников очень мала и может изменяться в силу явления электростатической индукции, то для накопления зарядов используют специальные устройства – конденсаторы.

Конденсаторы – система из двух проводников (обкладок) с одинаковыми по модулю, но противоположными по знаку зарядами, форма и расположение которых таковы, что поле сосредоточено в узком зазоре между обкладками. Между обкладками может находиться среда с большим значением .

Найдем емкость различных конденсаторов.

Емкость конденсатора – физическая величина, равная отношению заряда q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов ₁ - ₂ между его обкладками:

Плоский конденсатор (две параллельные металлические пластины площадью S каждая, расположенные на расстоянии d друг от друга):

Цилиндрический конденсатор

где r1 и r2 – радиусы внутреннего и наружного цилиндров конденсатора

где l – длина цилиндров, образующих конденсатор.

Сферический конденсатор

Для сферы ,

0. Соединения конденсаторов

	У параллельно соединенных конденсаторов C1, C2, ... Cn разность потенциалов на обкладках одинакова . Полная емкость:
	2. У последовательно соединенных конденсаторов C1, C2, ... Cn заряды q всех обкладок равны по модулю, а суммарная разность потенциалов

откуда

2.3. Энергия электрического поля.

2.3.1. Энергия системы электрических зарядов.

Система электрических зарядов обладает потенциальной энергией. Рассмотрим два заряда +q₁ и +q₂, которые сначала удалены на бесконечно большое расстояние, т.е. их энергия взаимодействия равна нулю. Закрепим заряд q₂ и будем приближать к нему заряд q₁ до расстояния r₁₂. Работа перемещения заряда q₁ равна:

где ₁ – потенциал поля, создаваемого зарядом q₂ в точке r₁₂:

и

Если закрепить заряд q₁, а к нему перемещать заряд q₂ в ту же точку r₁₂, то

Видно, что A₁=A₂, и поскольку мы перемещали заряд из бесконечности в данную точку поля, то A₁=A₂=W, где W – потенциальная энергия двух зарядов, находящихся на расстоянии r₁₂. Запишем выражение для W так:

Можно показать, что для системы из n зарядов

где _i – потенциал, создаваемый всеми зарядами, кроме i-го в точке расположения i-го заряда.