Што такое электрычная ёмістасць?

Часта на школьных уроках фізікі выкладчык, растлумачваючы тэму электрычнасці, звяртаецца да параўнання электрычнага току з цягам патоку вады. У многіх выпадках, хоць не заўсёды, для спрашчэння разумення працэсаў, якія адбываюцца такое параўнанне цалкам дапушчальна. Уласна, нават само слова «ток» выкарыстоўваецца менавіта ў дачыненні да вадкасцяў. А што такое ёмістасць? Гэта адна з характарыстык прадмета, яго здольнасць мясціць што-небудзь. Напрыклад, усе ведаюць, што ёмістасць банкі складае 3 літры. Відавочна, што колькасць назапашанай вады непасрэдна залежыць ад змяшчальнасці пасудзіны. Так, калі ўзяць два вядра, да прыкладу, 8 і 12 літраў, то па вышыні яны роўныя, а адрозненне толькі ў дыяметры. Паняцце «электрычная ёмістасць» ў гэтым плане вельмі падобна. Напрыклад, адзін з параметраў, які ўплывае на ўмяшчальнасць - гэта габарыты. Электрычная ёмістасць (Э.Е.) - гэта здольнасць назапашваць і ўтрымліваць у сабе пэўную колькасць электрычнасці. Любы які праводзіць матэрыял валодае пэўнай Э.Я., якая залежыць ад шэрагу параметраў. Працэс назапашвання зарада магчымы ў тым выпадку, калі адсутнічае магчымасць яго перацякання на іншы аб'ект, які валодае большай ёмістасцю.

Электрычная ёмістасць можа быць выказана праз формулу, якая ўлічвае здольнасць назапашваць зарад (патэнцыял - v) і велічынёй самога зарада (q). Пазначаецца літарай «c»:

c = q / v

Электрычная ёмістасць вымяраецца ў Фарада. Аднак так як гэтая велічыня досыць вялікая, у сучасных электронных схемах часцей прымяняюцца мікра- і пикофарады. Вялікія ёмістасці выкарыстоўваюцца толькі ў спецыфічных прыладах і разліках. Адпаведна, прыстаўкі «мікра і піка» роўныя 1 * 10 у -6 і -12 ступенях. Працэсы, якія адбываюцца лёгка апісаць праз электраёмістасць адасобленага правадыра.

Уявім сабе правадыр, які знаходзіцца ў якая не праводзіць ток асяроддзі, у якой адсутнічаюць знешнія поля. Падлучальны яго да крыніцы току. Частка электронаў трапляе ў структуру матэрыялу, ствараючы залішняя патэнцыял, гэта значыць, гэтыя зарады пры пэўных умовах (стварыць шлях) могуць выканаць працу. Яны размяркоўваюцца па паверхні з пэўнай шчыльнасцю, якая залежыць ад прасторавай канфігурацыі правадыра і яго памераў. Вакол кожнага кропкавага зарада існуе электрычнае поле, якое аказвае ўздзеянне на ўсе іншыя ўчасткі правадыра. Патэнцыял такога адасобленага правадыра знаходзіцца ў прамой залежнасці ад зарада. Стаўленне дадзенага зарада (q) да патэнцыялу (Fi) для разгляданага правадыра нязменна, так як залежыць толькі ад габарытаў (памер, форма) і каэфіцыента дыэлектрычнай пранікальнасці асяроддзя. У прыкладзе нездарма паказаны менавіта адасоблены правадыр. Пры наяўнасці побач з ім іншых целаў, электрычнае поле адзінкавых зарадаў будзе індукаваць ў навакольных целах патэнцыял процілеглага знака, які ўплывае на выніковае значэнне (яно будзе менш).

Найпросты элемент, які выкарыстоўвае ўласцівасці назапашваць электрычны ток - гэта кандэнсатар. Ён уяўляе сабой два праваднікі, падзеленых дыэлектрычным матэрыялам. Яго асаблівасць у тым, што якое генеруецца электрычнае поле аказваецца «звязаным» паміж абкладкамі (супрацьлеглыя ўчасткі правадыроў) і практычна не паўплывае на навакольныя цела, а, значыць, патэнцыял на знешнюю працу не растрачваецца.

Павялічыць ёмістасць можна некалькімі шляхамі:

• паменшыць прамежак паміж абкладкамі. Бясконцае памяншэнне немагчыма, так як можа ўзнікнуць пробай не праводзіць асяроддзя, што прывядзе да страты зарада;
• падабраць які не праводзіць матэрыял з вялікім супрацівам спробаю;
• павялічыць плошчу абкладак. У мэтах захавання прымальных габарытаў кандэнсатара часта змяняюць прасторавае размяшчэнне абкладак. Напрыклад, два праваднікі скручваюць у кольцы, падзеленыя ізалятарам.