III. Емкость

Основное свойство конденсатора – его емкость, то есть способность накапливать на обкладках электрический заряд. Выражается соотношением:

[Ф] [1]

где Q – электрический заряд на обкладках конденсатора в кулонах [Кл];

U – напряжение приложенное к обкладкам [В].

Фарада – крупная единица, поэтому для оценки емкости используют меньшие единицы, между которыми существует следующее соотношение:

[2]

Емкость конденсатора зависит от его геометрических размеров (от площади обкладок и расстояния между ними) и типа диэлектрика (от величины диэлектрической проницаемости )

Емкость плоского конденсатора выражается формулой:

[Ф] , [3]

где S – площадь обкладки [ ];

h – толщина диэлектрика[м].

Для плоского многопластинчатого конденсатора, собранного из N обкладок, соединенных через одну параллельно:

[Ф], [4]

где h – расстояние между обкладками.

Для цилиндрического конденсатора, представляющего собой два коаксиальных проводящих цилиндра, разделенных диэлектриком:

[Ф], [5]

где l -длина обкладок [м];

-диаметр внутреннего электрода [м];

-диаметр наружного электрода [м].

Для спиральных конденсаторов емкость равна удвоенному значению емкости такого же конденсатора, но развернутого в плоскую длинную ленту:

[Ф], [6]

где b – ширина обкладок [м];

l – длинна обкладок [м];

h – толщина диэлектрика между обкладками [м].

Для шарового конденсатора:

[Ф], [7]

где r – радиус сферического конденсатора [м].

Эти формулы справедливы для однородного поля, и не учитывают его искажения у края конденсаторных обкладок. Если учитывать искажения, то вводят поправку на краевую емкость .

Конденсаторы соединяют в группы – параллельно, последовательно и смешанно.

При параллельном соединении конденсаторов общая емкость равна сумме емкостей:

[8]

При последовательном соединении величина обратная общей емкости группы равна сумме обратных величин отдельных емкостей.

Рис.5

[9]

Общая емкость двух последовательно соединенных конденсаторов равна:

[10]

При смешанном соединении конденсаторов общую емкость находят, применяя эти формулы к отдельным участкам цепи.

Конденсатор большей емкости часто собирают из параллельно соединенных одинаковых секций. Если число секций m и емкость каждой секции , то емкость конденсатора равна:

[11]

При последовательном соединении секций:

[12]

Если конденсатор собран из «n» последовательно соединенных групп секций, а каждая группа составлена из «m» параллельно соединенных секций, то емкость конденсатора равна: