Как изменится разность потенциалов между пластинами плоского заряженного конденсатора

Научный форум dxdy

Последний раз редактировалось Fi1imon 11.11.2019, 15:39, всего редактировалось 1 раз.

Прочитал недавно задачу:
Как изменится разность потенциалов конденсатора, если одну из его пластин заземлить?
Мое решение такое:
1. Т.к. остальные параметры конденсатора не меняются, то разность потенциалов будет зависеть только от разности зарядов на пластинах конденсатора.
2. Пусть на одной пластине заряд alt=»‘$» />, на другой -. Когда мы заземляем одну пластину, ее заряд становится равным 0 (электроны уходят в землю или, наоборот, приходят). В этом случае разность потенциалов уменьшается.
3. Если на обеих пластинах заряд одинакового знака (напр., на обеих alt=»‘$» />) — тогда при заземлении заряд пластины становится равным 0. В этом случае разность потенциалов увеличится.

Правильно ли оно? Если нет, то почему?

Последний раз редактировалось EUgeneUS 11.11.2019, 15:23, всего редактировалось 1 раз.

2. Пусть на одной пластине заряд alt=»‘$» />, на другой -. Когда мы заземляем одну пластину, ее заряд становится равным 0 (электроны уходят в землю или, наоборот, приходят). В этом случае разность потенциалов уменьшается.
3. Если на обоих пластинах заряд одинакового знака (напр., на обоих alt=»‘$» />) — тогда при заземлении заряд пластины становится равным 0. В этом случае разность потенциалов увеличится.

При подключении одной пластины конденсатора к земле происходит следующее — «суммарный заряд конденсатора», то есть заряд на одной пластине плюс заряд на другой пластине, становится равным нулю.

Дальше сами, хорошо? На мой взгляд надо рассмотреть три варианта.

Последний раз редактировалось DimaM 11.11.2019, 15:34, всего редактировалось 1 раз.

Не заряд, а потенциал.

Если на обоих пластинах заряд одинакового знака (напр., на обоих )

Проще всего, видимо, через потенциал искать. Видимо, можно считать на обкладках изначально $\pm V/2$ .

Дальше сами, хорошо? На мой взгляд надо рассмотреть три варианта.

Последний раз редактировалось EUgeneUS 11.11.2019, 16:27, всего редактировалось 1 раз.

«Конденсатором» удобно называть такую систему из двух проводников, что уединённая ёмкость любого проводника много меньше ёмкости между проводниками.

А вот и нет. Будет почти нулевой.

Последний раз редактировалось realeugene 11.11.2019, 16:51, всего редактировалось 1 раз.

Эта фраза не очень понятна.

1. На внешнюю сферу каким-то образом поместили заряд $Q$ . На внутренней сфере заряд ноль. Суммарный заряд $Q$ .
2. Заземляем внутренюю сферу.
3. Правильно ли я понял, что Вы утверждаете, что после заземления внутренней сферы, заряд на ней не изменится, а значит суммарный заряд останется $Q$ , так как внешняя сфера никуда не подключена и заряд на ней не может измениться?

Последний раз редактировалось EUgeneUS 11.11.2019, 21:01, всего редактировалось 2 раз(а).

В теореме Гаусса для этой системы есть маленькая дырочка, а решать надо через минимум энергии.

$q_1$ — заряд на внешней сфере.
$q_2$ — искомый заряд на внутренней сфере.
$C_1$ — уединенная ёмкость внешней сферы.
$C_<12>$» /> — ёмкость между сферами.</p>
<p>Энергия электрического поля:<br /><img decoding= , $C_<12>$» /> можно подставить известные выражения и получить ответ для сфер любого размера. Но если <img decoding= , а суммарный заряд $Q = q_1 + q_2 \approx 0$

29.2 Электроемкость. Конденсаторы: задачи без решений с ответами

(Все задачи по электростатике и ответы к ним находятся в zip-архиве (347 кб), который можно скачать и открыть на своем компьютере. Попробуйте решить задачи самостоятельно и только потом сравнивать свои ответы с нашими. Желаем успехов!)

29.36. Определить заряд конденсаторов в схеме, представленной на рис.

29.37. В схеме, представленной на рис., сначала замыкают ключ K₁, а ключ K₂ разомкнут. Затем K₁ размыкают, K₂ замыкают. В результате, напряжение на конденсаторах оказалось равно 0,5 В. Определить ЭДС батареи, если все конденсаторы одинаковы. [2 В]

29.38. Найти разность потенциалов между точками A и B в схеме, представленной на рис. [смотрите ответ в общем файле]

29.39. Найти разность потенциалов между точками A и B в схеме, представленной на рис. [смотрите ответ в общем файле]

29.40. Найти разность потенциалов между точками A и B в схеме, представленной на рис. [смотрите ответ в общем файле]

29.41. Конденсатор емкостью C = 60 мкФ заряжен до напряжения U = 30 В. Какое количество теплоты выделится в цепи (рис.) после замыкания ключа? ЭДС источника Ε = 4U. [0.243 Дж]

29.42. Какое количество теплоты выделится в сопротивлении R после замыкания ключа в схеме, представленной на рис.? Указанные на рисунке величины даны. [смотрите ответ в общем файле]

29.43. Конденсаторы емкостью C₁, C₂, C₃, . С_n соединены параллельно. Определить общую емкость системы. [смотрите ответ в общем файле]

29.44. Конденсаторы емкостью C₁, C₂, C₃, . С_n соединены последовательно. Найти общую емкость системы. [смотрите ответ в общем файле]

29.45. Между пластинами плоского заряженного конденсатора вставляют толстую металлическую пластину (рис.). Как при этом изменяется сила взаимодействия между пластинами, если конденсатор от источника: a) отключен; б) не отключен? [смотрите ответ в общем файле]

29.46. Две соединенные проводником пластины конденсатора площадью S находятся на расстоянии d друг от друга во внешнем однородном электрическом поле с напряженностью E (рис.). Какую работу надо совершить, чтобы медленно сблизить пластины до расстояния вдвое меньшего? Пластины расположены перпендикулярно полю. [смотрите ответ в общем файле]

29.47. Между закороченными пластинами плоского конденсатора помещена третья такая же пластина (рис.). Крайние пластины первоначально не заряжены, а средняя имеет заряд q = 1 мкКл. Найти напряженность электрического поля между пластинами, если расстояния между ними равны: l₁ = 8 мм и l₂ = 10 мм, а площадь пластин S = 10 см 2 . [ E₁ = 6.3×10 7 В/м; E₂ = −5×10 7 В/м ]

29.48. В плоский конденсатор, подключенный к источнику напряжения U, помещена пластина, имеющая заряд q (рис.). Расстояния от пластины до обкладок конденсатора равны d₁ и d₂, площадь пластины и обкладок конденсатора равна S. Какая сила действует на пластину? [смотрите ответ в общем файле]

29.49. Какое количество теплоты выделится в цепи (рис.) при переключении ключа из положения 1 в положение 2? [смотрите ответ в общем файле]

29.50. Между пластинами плоского заряженного конденсатора вставляют пластину из диэлектрика (рис.). Как изменяется при этом сила взаимодействия пластин конденсатора, если конденсатор от источника напряжения: а) отключен; б) не отключен? [смотрите ответ в общем файле]

29.51. Конденсатор, подключенный к источнику напряжения, погружают в диэлектрическую жидкость. Как при этом изменяется напряженность электрического поля в конденсаторе? [смотрите ответ в общем файле]

29.52. Как изменится емкость плоского конденсатора, если между его пластинами вставить тонкую металлическую пластинку? [смотрите ответ в общем файле]

29.53. Пластины заряженного конденсатора попеременно заземляют. Что при этом происходит с зарядом конденсатора? [смотрите ответ в общем файле]

29.54. Плоский воздушный конденсатор после зарядки отключили от источника напряжения и опустили в керосин. Как при этом изменится энергия конденсатора? [смотрите ответ в общем файле]

29.55. Заряд конденсатора емкостью 3C в схеме на рис. равен q. Каков заряд двух остальных конденсаторов? [смотрите ответ в общем файле]

29.56. Пластины плоского заряженного конденсатора частично погружены в жидкий диэлектрик (рис.). Где напряженность электрического поля больше: в воздухе или в диэлектрике? [смотрите ответ в общем файле]

29.57. Как изменится разность потенциалов между пластинами заряженного конденсатора, если расстояние между ними увеличить: а) в два раза; б) в миллион раз? Конденсатор от источника напряжения отключен. [смотрите ответ в общем файле]

29.58. Плоский конденсатор, заряженный зарядом q, погружен в диэлектрическую жидкость с проницаемостью ε (рис.). В момент времени t = 0 конденсатор начинаю вытаскивать из жидкости с постоянной скоростью v. Написать зависимость напряженности электрического поля в конденсаторе от времени, если площадь пластин равна S, а высота пластин — l. [смотрите ответ в общем файле]

29.59. Определить емкость системы конденсаторов, представленной на рис. [смотрите ответ в общем файле]

29.60. В схеме, представленной на рис.: C₁ = 0,1 мкФ, bC₂ = 0,4 мкФ, Ε₁ = 1,5 В, Ε₂ = 3 В. Определить потенциал точки A. [2.7 В]

29.61. Конденсаторы емкостью C₁ = 20 мкФ и C₂ = 60 мкФ, предварительно заряженные до напряжений U₁ и U₂, соединены как показано на рис. В момент замыкания ключа через сопротивление R = 80 Ом течет ток I = 0,2 А. Какое количество теплоты выделится в сопротивлении к моменту прекращения тока? [≅ 1.9×10 −3 Дж]

29.62. Определить емкость системы конденсаторов, представленной на рис. [смотрите ответ в общем файле]

29.63. В ребрах проволочного куба находятся одинаковые конденсаторы емкостью C каждый (рис.). Найти емкость системы между точками: АВ, AC, AD. [смотрите ответ в общем файле]

29.64. Найти емкость системы конденсаторов, представленной на рис., между точками A и B. Емкость всех конденсаторов одинакова и равна C.

29.65. Две параллельные незаряженные металлические пластины соединены проводником и помещены в однородное перпендикулярное их плоскости электрическое поле с напряженностью E (рис.). Найти плотность наведенных на пластинах зарядов. [смотрите ответ в общем файле]

29.66. Между пластинами плоского конденсатора помещена диэлектрическая пластина с проницаемостью ε. Емкость конденсатора C, расстояние между обкладками d. С какой силой сжимается пластина, если конденсатор заряжен до напряжения U? [смотрите ответ в общем файле]

29.67. Определить заряды конденсаторов в схеме, представленной на рис.

29.68. Какой заряд пройдет через источник, если точки A и B соединить перемычкой (рис.)? [смотрите ответ в общем файле]

Конденсатор. Энергия электрического поля

Предыдущие две статьи были посвящены отдельному рассмотрению того, каким образом ведут себя в электрическом поле проводники и каким образом — диэлектрики. Сейчас нам понадобится объединить эти знания. Дело в том, что большое практическое значение имеет совместное использование проводников и диэлектриков в специальных устройствах — конденсаторах.

Но прежде введём понятие электрической ёмкости.

Ёмкость уединённого проводника

Предположим, что заряженный проводник расположен настолько далеко от всех остальных тел, что взаимодействие зарядов проводника с окружающими телами можно не принимать во внимание. В таком случае проводник называется уединённым.

Потенциал всех точек нашего проводника, как мы знаем, имеет одно и то же значение , которое называется потенциалом проводника. Оказывается, что потенциал уединённого проводника прямо пропорционален его заряду. Коэффициент пропорциональности принято обозначать , так что

Величина называется электрической ёмкостью проводника и равна отношению заряда проводника к его потенциалу:

Например, потенциал уединённого шара в вакууме равен:

где — заряд шара, — его радиус. Отсюда ёмкость шара:

Если шар окружён средой-диэлектриком с диэлектрической проницаемостью , то его потенциал уменьшается в раз:

Соответственно, ёмкость шара в раз увеличивается:

Увеличение ёмкости при наличии диэлектрика — важнейший факт. Мы ещё встретимся с ним при рассмотрении конденсаторов.

Из формул (2) и (3) мы видим, что ёмкость шара зависит только от его радиуса и диэлектрической проницаемости окружающей среды. То же самое будет и в общем случае: ёмкость уединённого проводника не зависит от его заряда; она определяется лишь размерами и формой проводника, а также диэлектрической проницаемостью среды, окружающей проводник. От вещества проводника ёмкость также не зависит.

В чём смысл понятия ёмкости? Ёмкость показывает, какой заряд нужно сообщить проводнику, чтобы увеличить его потенциал на В. Чем больше ёмкость — тем, соответственно, больший заряд требуется поместить для этого на проводник.

Единицей измерения ёмкости служит фарад (Ф). Из определения ёмкости (1) видно, что Ф = Кл/В.

Давайте ради интереса вычислим ёмкость земного шара (он является проводником!). Радиус считаем приближённо равным км.

Как видите, Ф — это очень большая ёмкость.

Единица измерения ёмкости полезна ещё и тем, что позволяет сильно сэкономить на обозначении размерности диэлектрической постоянной . В самом деле, выразим из формулы (2) :

Читать:

From dual oracle что это

Следовательно, диэлектрическая постоянная может измеряться в Ф/м:

Так легче запомнить, не правда ли?

Ёмкость плоского конденсатора

Ёмкость уединённого проводника на практике используется редко. В обычных ситуациях проводники не являются уединёнными. Заряженный проводник взаимодействует с окружающими телами и наводит на них заряды, а потенциал поля этих индуцированных зарядов (по принципу суперпозиции!) изменяет потенциал самого проводника. В таком случае уже нельзя утверждать, что потенциал проводника будет прямо пропорционален его заряду, и понятие ёмкости проводника самого по себе фактически утрачивает смысл.

Можно, однако, создать систему заряженных проводников, которая даже при накоплении на них значительного заряда почти не взаимодействует с окружающими телами. Тогда мы сможем снова говорить о ёмкости — но на сей раз о ёмкости этой системы проводников.

Наиболее простым и важным примером такой системы является плоский конденсатор. Он состоит из двух параллельных металлических пластин (называемых обкладками), разделённых слоем диэлектрика. При этом расстояние между пластинами много меньше их собственных размеров.

Для начала рассмотрим воздушный конденсатор, у которого между обкладками находится воздух

Пусть заряды обкладок равны и . Именно так и бывает в реальных электрических схемах: заряды обкладок равны по модулю и противоположны по знаку. Величина — заряд положительной обкладки — называется зарядом конденсатора.

Пусть — площадь каждой обкладки. Найдём поле, создаваемое обкладками в окружающем пространстве.

Поскольку размеры обкладок велики по сравнению с расстоянием между ними, поле каждой обкладки вдали от её краёв можно считать однородным полем бесконечной заряженной плоскости:

Здесь — напряжённость поля положительной обкладки, — напряженность поля отрицательной обкладки, — поверхностная плотность зарядов на обкладке:

На рис. 1 (слева) изображены векторы напряжённости поля каждой обкладки в трёх областях: слева от конденсатора, внутри конденсатора и справа от конденсатора.

Рис. 1. Электрическое поле плоского конденсатора

Согласно принципу суперпозиции, для результирующего поля имеем:

Нетрудно видеть, что слева и справа от конденсатора поле обращается в нуль (поля обкладок погашают друг друга):

Внутри конденсатора поле удваивается:

Результирующее поле обкладок плоского конденсатора изображено на рис. 1 справа. Итак:

Внутри плоского конденсатора создаётся однородное электрическое поле, напряжённость которого находится по формуле (4) . Снаружи конденсатора поле равно нулю, так что конденсатор не взаимодействует с окружающими телами.

Не будем забывать, однако, что данное утверждение выведено из предположения, будто обкладки являются бесконечными плоскостями. На самом деле их размеры конечны, и вблизи краёв обкладок возникают так называемые краевые эффекты: поле отличается от однородного и проникает в наружное пространство конденсатора. Но в большинстве ситуаций (и уж тем более в задачах ЕГЭ по физике) краевыми эффектами можно пренебречь и действовать так, словно утверждение, выделенное курсивом, является верным без всяких оговорок.

Пусть расстояние между обкладками конденсатора равно . Поскольку поле внутри конденсатора является однородным, разность потенциалов между обкладками равна произведению на (вспомните связь напряжения и напряжённости в однородном поле!):

Разность потенциалов между обкладками конденсатора, как видим, прямо пропорциональна заряду конденсатора. Данное утверждение аналогично утверждению «потенциал уединённого проводника прямо пропорционален заряду проводника», с которого и начался весь разговор о ёмкости. Продолжая эту аналогию, определяем ёмкость конденсатора как отношение заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками:

Ёмкость конденсатора показывает, какой заряд ему нужно сообщить, чтобы разность потенциалов между его обкладками увеличилась на В. Формула (6) , таким образом, является модификацией формулы (1) для случая системы двух проводников — конденсатора.

Из формул (6) и (5) легко находим ёмкость плоского воздушного конденсатора:

Она зависит только от геометрических характеристик конденсатора: площади обкладок и расстояния между ними.
Предположим теперь, что пространство между обкладками заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью . Как изменится ёмкость конденсатора?

Напряжённость поля внутри конденсатора уменьшится в раз, так что вместо формулы (4) теперь имеем:

Соответственно, напряжение на конденсаторе:

Отсюда ёмкость плоского конденсатора с диэлектриком:

Она зависит от геометрических характеристик конденсатора (площади обкладок и расстояния между ними) и от диэлектрической проницаемости диэлектрика, заполняющего конденсатор.

Важное следствие формулы (10) : заполнение конденсатора диэлектриком увеличивает его ёмкость.

Энергия заряженного конденсатора

Заряженный конденсатор обладает энергией. В этом можно убедиться на опыте. Если зарядить конденсатор и замкнуть его на лампочку, то (при условии, что ёмкость конденсатора достаточно велика) лампочка ненадолго загорится.

Следовательно, в заряженном конденсаторе запасена энергия, которая и выделяется при его разрядке. Нетрудно понять, что этой энергией является потенциальная энергия взаимодействия обкладок конденсатора — ведь обкладки, будучи заряжены разноимённо, притягиваются друг к другу.

Мы сейчас вычислим эту энергию, а затем увидим, что существует и более глубокое понимание происхождения энергии заряженного конденсатора.

Начнём с плоского воздушного конденсатора. Ответим на такой вопрос: какова сила притяжения его обкладок друг к другу? Величины используем те же: заряд конденсатора , площадь обкладок .

Возьмём на второй обкладке настолько маленькую площадку, что заряд этой площадки можно считать точечным. Данный заряд притягивается к первой обкладке с силой

где — напряжённость поля первой обкладки:

Направлена эта сила параллельно линиям поля (т. е. перпендикулярно пластинам).

Результирующая сила притяжения второй обкладки к первой складывается из всех этих сил , с которыми притягиваются к первой обкладке всевозможные маленькие заряды второй обкладки. При этом суммировании постоянный множитель вынесется за скобку, а в скобке просуммируются все и дадут . В результате получим:

Предположим теперь, что расстояние между обкладками изменилось от начальной величины до конечной величины . Сила притяжения пластин совершает при этом работу:

Знак правильный: если пластины сближаются , то сила совершает положительную работу, так как пластины притягиваются друг к другу. Наоборот, если удалять пластины d_1)’ alt='(d_2 > d_1)’ /> , то работа силы притяжения получается отрицательной, как и должно быть.

С учётом формул (11) и (7) имеем:

Это можно переписать следующим образом:

Работа потенциальной силы притяжения обкладок оказалась равна изменению со знаком минус величины . Это как раз и означает, что — потенциальная энергия взаимодействия обкладок, или энергия заряженного конденсатора.

Используя соотношение , из формулы (12) можно получить ещё две формулы для энергии конденсатора (убедитесь в этом самостоятельно!):

Особенно полезными являются формулы (12) и (14) .

Допустим теперь, что конденсатор заполнен диэлектриком с диэлектрической проницаемостью . Сила притяжения обкладок уменьшится в раз, и вместо (11) получим:

При вычислении работы силы , как нетрудно видеть, величина войдёт в ёмкость , и формулы (12) — (14) останутся неизменными. Ёмкость конденсатора в них теперь будет выражаться по формуле (10) .

Итак, формулы (12) — (14) универсальны: они справедливы как для воздушного конденсатора, так и для конденсатора с диэлектриком.

Энергия электрического поля

Мы обещали, что после вычисления энергии конденсатора дадим более глубокое истолкование происхождения этой энергии. Что ж, приступим.

Рассмотрим воздушный конденсатор и преобразуем формулу (14) для его энергии:

Но — объём конденсатора. Получаем:

Посмотрите внимательно на эту формулу. Она уже не содержит ничего, что являлось бы специфическим для конденсатора! Мы видим энергию электрического поля , сосредоточенного в некотором объёме .

Энергия конденсатора есть не что иное, как энергия заключённого внутри него электрического поля.

Итак, электрическое поле само по себе обладает энергией. Ничего удивительного для нас тут нет. Радиоволны, солнечный свет — это примеры распространения энергии, переносимой в пространстве электромагнитными волнами.

Величина — энергия единицы объёма поля — называется объёмной плотностью энергии. Из формулы (15) получим:

В этой формуле не осталось вообще никаких геометрических величин. Она даёт максимально чистую связь энергии электрического поля и его напряжённости.

Если конденсатор заполнен диэлектриком, то его ёмкость увеличивается в раз, и вместо формул (15) и (16) будем иметь:

Как видим, энергия электрического поля зависит ещё и от диэлектрической проницаемости среды, в которой поле находится.
Замечательно, что полученные формулы для энергии и плотности энергии выходят далеко за пределы электростатики: они справедливы не только для электростатического поля, но и для электрических полей, меняющихся во времени.

Благодарим за то, что пользуйтесь нашими материалами. Информация на странице «Конденсатор. Энергия электрического поля» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ. Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в ВУЗ или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий. Также вы можете воспользоваться другими материалами из разделов нашего сайта.

Разность потенциалов

Физическая величина, равная работе, которую совершат силы поля, перемещая заряд из одной точки поля в другую, называется напряжением между этими точками поля.

Рассмотрим однородное электростатическое поле (такое поле существует между пластинами плоского заряженного конденсатора вдали от его краев):

Во время перемещения заряда поле совершает работу:

Проводник во внешнем электрическом поле (сто происходит, почему индукцируется)

наведение в проводниках или диэлектриках электрических зарядов в постоянном электрическом поле.

В проводникахподвижные заряженные частицы — электроны — перемещаются под действиемвнешнегоэлектрическогополя. Перемещение происходит до тех пор, пока заряд не перераспределится так, что созданное им электрическоеполевнутрипроводникаполностью скомпенсируетвнешнееполеи суммарное электрическоеполевнутрипроводникастанет равным нулю. (Если бы этого не произошло, то внутри проводника, помещенного в постоянное электрическое поле, неограниченно долго существовал бы электрический ток, что противоречило бы закону сохранения энергии.) В результате на отдельных участках поверхности проводника (в целом нейтрального) образуются равные по величине наведённые (индуцированные) заряды противоположного знака.

В диэлектриках, помещенных в постоянное электрическое поле, происходит поляризация, которая состоит либо в небольшом смещении положительных и отрицательных зарядов внутри молекул в противоположные стороны, что приводит к образованию электрических диполей(с электрическим моментом, пропорциональным внешнему полю), либо в частичной ориентации молекул, обладающих электрическим моментом, в направлении поля. В том и другом случае электрический дипольный момент единицы объёма диэлектрика становится отличным от нуля. На поверхности диэлектрика появляются связанные заряды. Если поляризация неоднородная, то связанные заряды появляются и внутри диэлектрика. Поляризованный диэлектрик порождает электростатическое поле, добавляющееся к внешнему полю. (См.Диэлектрики.)

Электроемкость, конденсатор

Электроемкость – количественная мера способности проводника удерживать заряд.

Простейшие способы разделение разноименных электрических зарядов – электризация и электростатическая индукция – позволяют получить на поверхности тел не большое количество свободных электрических зарядов. Для накопления значительных количеств разноименных электрических зарядов применяются конденсаторы.

Конденсатор – это система из двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Так, например, две плоские металлические пластины, расположенные параллельно и разделенные слоем диэлектрика, образуют плоский конденсатор.

Если пластинам плоского конденсатора сообщить равные по модулю заряды противоположного знака, то напряженность электрического поля между пластинами будет в два раза больше, чем напряженность поля у одной пластины. Вне пластин напряженность электрического поля равна нулю, т. к. равные заряды разного знака на двух пластинах создают вне пластин электрические поля, напряженности которых равны по модулю, но противоположны по направлению.

Электроемкостью конденсатора называется физическая величина, определяемая отношением заряда одной из пластин к напряжению между обкладками конденсатора:

При неизменном положении пластин электроемкость конденсатора является постоянной величиной при любом заряде на пластинах.

За единицу электроемкости в системе СИ принимают Фарад. 1 Ф – электроемкость такого конденсатора, напряжение между обкладками которого равно 1 В при сообщении обкладкам разноименных зарядов по 1 Кл.

Электроемкость плоского конденсатора можно вычислить по формуле:

, где

S – площадь обкладок конденсатора

d – расстояние между обкладками

–диэлектрическая проницаемость диэлектрика

Электроемкость шара можно вычислить по формуле:

Энергия заряженного конденсатора.

Если внутри конденсатора напряженность поля E, тогда напряженность поля, созданного зарядом одной из пластин E/2. В однородном поле одной пластины находится заряд, распределенный по поверхности другой пластины. Согласно формуле для потенциальной энергии заряда в однородном поле энергия конденсатора равна:

Используя формулу электроемкости конденсатора :