1.4.3. Плоский конденсатор. Полосковая линия.

Рассмотрим систему из двух заряженных параллельно расположенных на расстоянии h плоских проводников. Проводники несут противоположные по знаку и одинаковые по величине заряды с поверхностной плотностью ρ. Между проводниками существует электрическое поле, которое можно характеризовать векторами напряженности электрического поля E, электрической индукции D и разностью потенциалов U. Внешнее электрическое поле такой симметричной системы отсутствует. Для определения связи между разностью потенциалов между проводниками и величиной заряда рассмотрим напряженность электрического поля вдоль нормали к этим плоскостям между двумя проводниками. Т.к. мы рассматриваем металлические проводники, то электрических полей внутри проводников не будет. Для рассмотрения электрического поля между проводниками достаточно рассмотреть поле от одной из пластин, напряженность которого определяется выражением (20). Наличие второй пластины, заряженной противоположно, приводит к удвоению напряженности электрического поля

. (29)

Для напряжения между двумя проводниками можно записать

. (30)

Удельную емкость (на единицу площади) между двумя проводниками можно найти по выражению

(31)

Вопросы

Что считать точечными зарядами?

Для какой формы заряженного тела можно пользоваться законом Кулона и почему?

Заряд электрона, протона, ядра?

Почему в металлических телах электрические заряды располагаются на поверхности тел, а электрическое поле внутри равно нулю?

Решить задачи по определению электрического поля Е, D, φ для следующих случаев

полый заряженный диэлектрический шар и цилиндр,

заряженный диэлектрический шар и цилиндр с симметричными слоями с разной диэлектрической проницаемостью,

заряженный металлический полый и сплошной шар, цилиндр,

заряженный металлический шар, цилиндр с диэлектрическим покрытием,

заряженная пластина,

заряженная пластина с диэлектрическим покрытием.

Решить задачи по определению разности потенциалов U и электрической емкости C для следующих случаев

два металлических шара, цилиндра, коаксиальной пары и плоского конденсатора.