jakie jest fizyczne znaczenie pojemności elektrycznej

[haris7]

więc studiuję teraz elektromagnetyzm na uniwersytecie. Do tej pory zrozumienie samych pojęć było dość proste, zaczynamy od prawa Coulomba, które jest regułą empiryczną, która znajduje siłę w punkcie między 2 ładunkami, a następnie pole elektryczne, które jest po prostu bardziej ogólny przypadek, który działa na ładunku testowym, wtedy mamy gausa i przechodzimy do sfery „przedmiotów” zamiast pojedynczych ładunków, następnie potencjał elektryczny, który jest pracą wykonaną przez ładunek, aby przejść do określonego punktu w polu elektrycznym (zwykle z powodu powierzchni gaussowskiej), potem przechodzimy do pojemności i to jest jak whaa… wszystko staje się śliskie

zasady są dość proste, ale co to właściwie oznacza fizycznie.

co masz na myśli, mówiąc na przykład, że C=Q/V, co właściwie się tutaj dzieje? ilość ładunków na płytce na ilość energii potrzebnej do uzyskania ładunku do tego punktu, ile to w ogóle jest?

[maria19]

W języku polskim zdania nie zaczyna się od "więc " tyle ci powiem.

[nijak]

Jeśli chodzi o poprawność językową to sformułowanie przytoczone do adresata wypowiedzi piszemy z dużej litery a nie „ci”.

Pozdrawiam

[szymonzbir]

Można by powiedzieć, że pojemność elektryczna po prostu mówi nam o o zdolności ciała lub układu ciał do gromadzenia ładunku elektrycznego.

[janusz55]

Każdy przewodnik elektryczności wykazuje cechę pojemności elektrycznej. Cechę pojemności wykazują zarówno odosobnione przewodniki jak i przewodniki tworzące układy elektryczne. W tym sensie pojemność będą miały odcinki przewodów , pojedyncze elektrody i układy elektrod.

Dla przykładu rozpatrzmy właściwości elektryczne w postaci odosobnionej kuli przewodzącej o promieniu \( r_{w}.\)

Kula taka obdarzona ładunkiem \( Q, \) wytwarza na swojej powierzchni potencjał proporcjonalny doładunku:

\( V = \frac{Q}{4\pi \varepsilon \cdot r_{w}} \ \ (1)\)

Potencjał jest tym większy im większy ładunek znajduje się na kuli.

Zależność między ładunkiem a potencjałem jest proporcjonalna tzn. jednakowym przyrostom wartości ładunku odpowiadają jednakowe wartości przyrostu potencjału.

Wzór \( (1) \) można przedstawić w postaci:

\( \frac{Q}{V} = 4\pi \cdot \varepsilon \cdot r_{w} \)

Współczynnikiem proporcjonalności między wielkościami \( Q, V \) jest wielkość \( 4\pi \cdot \varepsilon \cdot r_{w}\)

zależna od właściwości ośrodka w którym znajduje się kula i od jej wymiarów.

Okazuje się, że ten iloraz ładunku i potencjału jest zawsze wielkością stałą, zależną jedynie od konfiguracji i rozmiarów elektrod.

Wielkość tą nazwano pojemnością elektryczną

Pojemność elektryczna \( C,\) to wielkość fizyczna wyrażąjąca się stosunkiem wartości ładunku elektrycznego do wytwarzanego przez ten ładunek wartości potencjału:

\( C = \frac{Q}{U}. \)

Jednostką pojemności elektrycznej jest farad (1F).

\( 1F = \frac{1 C}{1 V}.\)

Farad jest to pojemność takiego układu przewodników, w którym ładunek elektryczny jednego kulomba \( (Q = 1C) \) wytwarza różnicę potencjałów jednego wolta (\( (U = 1V) .\)

Pojemność \( 1 F \) jest dużą pojemnością. Bo na przykład kulka metalowa o średnicy \( 2 cm \) ma pojemność około \( 1pF = 1\cdot 10^{-12} \ \ F, \) a pojemność kuli ziemskiej wynosi około \( 700 \ \ \mu F = 7\cdot 10 ^{-4} \ \ F.\)

Pojemność pojedynczej elektrody - odosobnionej jest na ogół niewielka i elektroda-odosobniona jest raczej " tworem myślowym.

W praktyce w układach rzeczywistych mamy do czynienia z co najmniej z dwiema elektrodami.

Układ składający się z dwóch elektrod i charakteryzujący się znaczną pojemnością nazywamy kondensatorem.

Innymi słowy kondensator, to taki układ dwóch przewodników, który ma zdolność gromadzenia energii w postaci pola elektrycznego w obszarze między tymi przewodnikami.

Można wykazać, że wielkość tej energii

\( W_{e} = \frac{1}{2}C \cdot U^2 \)

jest proporcjonalna do pojemności kondensatora i kwadratu napięcia.

Wyrażając pojemność w faradach, napięcie w woltach - energię otrzymuje się w dżulach.

[maria19]

Jeśli chodzi o poprawność językową to sformułowanie przytoczone do adresata wypowiedzi piszemy z dużej litery a nie „ci”.

Pozdrawiam

To zależy jak bardzo szanujemy adresata i jego wypociny. Do jednych stosujemy formę "ci", do drugich "Ci", a do niedowidzących "CI".

Żegnam ozięble

[maria19]

I knew You would