§ 55. Электрическая ёмкость

Электрическая ёмкость проводника

1. Выясним, как зависит потенциал проводника от сообщённого ему заряда. Насадим металлический шар на стержень расположенного вдали от возможных источников поля и проводников электрометра, корпус которого заземлён. Будем постепенно увеличивать заряд шара (рис. 160, а).

Рис. 160

Чем больше сообщённый ему заряд, тем больше потенциал шара (рис. 160, б), т. е. потенциал проводника прямо пропорционален его заряду: q ~ φ. Следовательно, отношение заряда проводника к его потенциалу есть величина постоянная для данного проводника:

Заземлим теперь корпус двух электрометров (рис. 161) и на один из них насадим полый металлический шар (рис. 161, а). Сообщим электрометрам одинаковые по модулю заряды. Можно заметить, что стрелки электрометров отклоняются на разные углы. Это означает, что электрометры имеют разные потенциалы. Чтобы потенциалы стали одинаковыми, электрометру с шаром необходимо сообщить дополнительный заряд. Следовательно, существует некоторая величина, характеризующая свойство проводника, от которого зависит, какой заряд нужно сообщить проводнику, чтобы его потенциал принял определённое значение. Эта величина — электрическая ёмкость проводника.

Рис. 161

Так, электрическая ёмкость электрометра с шаром (см. рис. 161) больше, чем электрометра без шара.

Электрической ёмкостью проводника называют физическую величину, равную отношению заряда проводника к его потенциалу.

Электрическая ёмкость (или ёмкость) является характеристикой проводника и не зависит ни от его заряда, ни от потенциала.

Прямая пропорциональная зависимость между потенциалом и зарядом проводника справедлива не только для шарообразного проводника, но и для любого уединённого проводника произвольной формы. Но коэффициент пропорциональности между q и φ для каждого проводника определяется его размерами, формой, электрическими свойствами окружающей среды.

Продолжение >>>