21.Ёмкость плоского конденсатора.Виды конденсаторов.

П лоский конденсатор создается двумя положительными плоскостями, площадь каждой пластины S, расстояние между пластинами d(рис. 1).

Напряженность поля, созданного одной плоскостью равна:

А так как плоскостей – две, заряженные с поверхностной плотностью зарядов + и , то между пластинами плоского конденсатора напряженность поля равна:

. (2)

Слева и справа от пластин конденсатора напряженность поля равна нулю: электрическое поле сосредоточено между пластинами конденсатора, причем поле – однородное (E= const). Для такого поля можно записать:

, (3)

где U – напряжение, приложенное к конденсатору; d – расстояние между пластинами.

Приравнивая выражения (2) и (3), получим выражение для электроемкости плоского конденсатора:

. (4)

Если пространство между пластинами конденсатора заполнено диэлектриком ( ), то формула (4) примет вид:

, (5)

т.е. электроемкость плоского конденсатора определяется только лишь геометрическими размерами конденсатора и диэлектрической проницаемостью среды, заполняющей пространство между пластинами конденсатора.

22. Сферический конденсатор. Электроемкость сферического конденсатора.

Сферический конденсатор. Два проводника, имеющие форму концентрических сфер с радиусами R1 и R2 (R2 > R1), образуют сферический конденсатор. Используя теорему Гаусса, легко показать, что электрическое поле существует только в пространстве между сферами. Напряженность этого поля :

где q - электрический заряд внутренней сферы; - относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между обкладками; r - расстояние от центра сфер, причем R1 r R2. Разность потенциалов между обкладками:

и емкость сферического конденсатора :

23. Неполярные диэлектрики. Атом водорода во внешнем электрическом поле. Упругий диполь. Поляризуемость атома. Индуцированный дипольный момент неполярной молекулы.

У симметричных молекул (таких как H₂, O₂, N₂) в отсутствие внешнего электрического поля центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают. Такие молекулы не обладают собственным дипольным моментом и называются неполярными.

H₂ – 1e^- по круговой орбите радиуса R в центре положительное заряженное ядро заряд ядра равен заряду 1e^-.

Кулоновская сила взаимодействует с электроном и ядро выполняет функцию центростремительной силы.

F_цеп=m*a_стр=mω²R

m- масса вращательного

m=m*e – электр.

ω – угловая скорость

R – радиус

Под действием электрического поля орбита электрона приподнимается над плоскостью в котором находится ядро, теперь центр тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадают, произошла деформация орбиты электронов. Атом стал диполем.

Дипольный момент атомов: P_e=

Учтя, что примерно равен объему атома, отсюда следует λ – поляризуемость.

Pe=ξ₀ E, атом помещенный во внешнем поле, приобретает дипольный момент.

Поляризуемость – численно равная дипольному моменту атома при напряженности поля равного единице.

На ряду с неполярными диэлектриками в атомах которых центр тяжести положителен, отрицателен совпадает сила тока диэлектрики в атомах центры тяжести отрицательные, отрицательных зарядов не совпадают. Если центр тяжести положителен и отрицателен не совпадают и плечо такого диполя постоянный такой диполь называется жесткий, а если l(эль) плечо изменяется -- упругий диполь

P_e=ql

q-заряд

l-плечодеполя.

P_e- дипольный момент