Связь напряженности с потенциалом электрического поля.

Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду: . Измеряется в вольтах[В]. Потенциал не зависит от величины заряда, помещенного в это поле.

Напряженность электрического поля — величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на точечный электрический заряд, к значению этого заряда: . Измеряется в Вольт/метр [В/м].

Эквипотенциальная поверхность, поверхность равного потенциала, поверхность, все точки которой имеют один и тот же потенциал.

Электрическое поле характеризуется двумя физическими величинами: напряженностью (силовая характеристика) и потенциалом (энергетическая характеристика). Выясним как они связаны между собой. Пусть положительный заряд q перемещается силой электрического поля с эквипотенциальной поверхности, имеющей потенциал , на близко расположенную эквипотенциальную поверхность, имеющую потенциал .(см. рисунок) Напряженность поля Е на всем малом пути dx можно считать постоянной. Тогда работа перемещения . С другой стороны . Из этих уравнений получаем . Знак минус обусловлен тем, что напряженность поля направлена в сторону убывания потенциала, тогда как градиент потенциала направлен в сторону возрастания потенциала.

24. Электрическая ёмкость уединённого проводника. Ёмкость шара. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.

Электроемкость уединенного проводника — физическая величина численно равная величине заряда, который необходимо сообщить данному проводнику для увеличения его потенциала на единицу. Измеряется в Фарад [Ф].

Определим электроемкость уединенного шара. Потенциал заряженного шара радиуса R равен .

Сравнивая с получаем .

Электрический конденсатор представляет собой систему из двух проводников электрического тока (обкладок), разделенных диэлектриком. Основной характеристикой конденсатора является его электрическая емкость. Емкость конденсатора определяется отношением накапливаемого на одной из обкладок электрического заряда к приложенному напряжению: . Она зависит от материала диэлектрика, формы и взаимного расположения обкладок. Существуют конденсаторы постоянные (емкость которых нельзя изменить), полупеременные (подстроечные) и переменные.

Общая емкость конденсаторов, соединенных параллельно, равна сумме емкостей отдельных конденсаторов

Общая емкость конденсаторов, соединенных последовательно, равна сумме обратных величин емкостей отдельных конденсаторов