Теория:
Когда заряжают проводник, его потенциал (\(φ\)) растёт пропорционально сообщённому заряду (\(q\)). Коэффициент пропорциональности между ними — величина постоянная для данного проводника. Но если взять два проводника, разделённых диэлектриком, и начать переносить заряд с одного на другой, то напряжение (\(U\)) между ними также будет расти.
Способность системы из двух проводников накапливать электрический заряд характеризуется физической величиной, которая называется электроёмкостью (\(C\)).
Электроёмкость — это скалярная величина, равная отношению заряда (\(q\)) одного из проводников к напряжению (\(U\)) между ними:
\(\boxed{C=\frac{Q}{\varphi}}\), (\(1\))
где \(Q\) — заряд проводника,
\(\varphi\) — потенциал поверхности проводника.
Проще говоря, ёмкость — это «вместительность» системы. Чем она больше, тем больший заряд система может накопить при одном и том же напряжении.
В СИ ёмкость измеряется в фарадах (\(Ф\)):
\([C]=[1\frac{Кл}{В}]=[1~Ф]\).
\(C=1\) Ф — это колоссальная величина. Представь себе два предмета, которым нужно сообщить заряд в \(1\) кулон (это \(6~242~000~000~000~000~000\) электронов!), чтобы между ними возникло напряжение всего в \(1\) В. Поэтому на практике используют миллионные доли — микрофарады (мкФ, \(10^{-6}\) Ф) и даже пикофарады (пФ, \(10^{-12}\) Ф).
Электрическая ёмкость двух проводников с зарядами \(+Q\) и \(-Q\):
\(\boxed{C=\frac{Q}{\varphi_1-\varphi_2}}\), (\(2\))
где \(\varphi_{1}\) — потенциал проводника c зарядом \(+Q\),
\(\varphi_{2}\) — потенциал проводника c зарядом \(-Q\),
\(|+Q|+|-Q|=Q\).
Параметры, влияющие на электрическую ёмкость двух проводников:
- форма проводника;
- размер проводника;
- диэлектрическая проницаемость среды, расположенной между проводниками.