Билет № 18. Электрическое поле. Действия электрического поля на электрические заряды. Конденсатор. Энергия электрического поля конденсатора

Наэлектризованные тела взаимодействуют друг с другом на расстоянии. По теории Максвелла и Фарадея, пространство, окружающее наэлектризованное тело, отличается от пространства, находящегося вокруг не наэлектризованных тел.

В пространстве, где находится электрический заряд, существует электрическое поле.

Электрическое поле - это особый вид материи, существующий независимо от нас и наших представлений о нем.

Главное свойство электрического поля - его действие на электрические заряды с некоторой силой.

Это подтверждается следующим опытом. Если заряженной палочкой прикоснуться к подвешенной на нити гильзе из металлической фольги, то гильза оттолкнется. Чем ближе гильза к палочке, тем с большей силой действует на нее электрическое поле палочки.

Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Оно не меняется со временем. Электростатическое поле создается только электрическими зарядами. Оно существует в пространстве, окружающем эти заряды, и неразрывно с ними связано. Электростатическое поле ослабевает с расстоянием.

Электрическое поле способно совершать работу, следовательно, оно обладает энергией. Устройство, используемое для накопления электрической энергии, называется конденсатор.

Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Проводники в этом случае называются обкладками конденсатора.

Физическая величина, численно равная отношению заряда, накопленного на обкладках конденсатора, к напряжению между ними, называется электрическая емкость.

.

Электрическая емкость обозначается буквой С, измеряется в Фарадах (Ф). Емкость не зависит от материала проводника, а зависит от площади его пластин, расстояния между ними, а также вида диэлектрика, находящегося между пластинами.

На схеме конденсатор обозначается двумя параллельными отрезками равной длины:

Энергия конденсатора пропорциональна его электрической емкости и квадрату напряжения между пластинами.

, где W – энергия электрического поля конденсатора, измеряется в Джоулях (Дж).

Вся эта энергия сосредоточена в электрическом поле. Энергия конденсатора обычно не очень велика и не может сохраняться долго. Поэтому конденсаторы не могут заменить аккумуляторы.

Конденсатор накапливает энергию более или менее длительное время, а при разрядке он отдает энергию почти мгновенно. Это свойство и используется на практике, например в лампах – вспышках (они используются в фотоаппаратах).

Основное применение конденсаторы находят в электротехнике и радиотехнике: выпрямление переменного тока, настройка радиоприемника на определенную волну.