ВІД чого залежить енергія електричного поля конденсатора

Енергія електричного поля конденсатора - це, в першу чергу, енергія самого електричного поля. Таким чином, щоб зрозуміти, від чого вона залежить, потрібно зрозуміти, яким чином формується даний вид енергії.

Вам знадобиться

Підручник з фізики, аркуш паперу, олівець

Інструкція

Відкрийте підручник з фізики 10 класу. У ньому ви знайдете тему «Електрика», в якій можна прочитати основні визначення, необхідні для розуміння досліджуваної теми. По-перше, необхідно зрозуміти, яким чином формується електричне поле в конденсаторі.

Як відомо, конденсатор - це дві плоскопараллельние пластини, що мають заряди протилежного знака. Насправді, це тільки один з підвидів конденсаторів, але його розгляду досить в даному контексті. Отже, дві пластини конденсатора, що мають різні заряди, утворюють в зазорі між собою електричне поле, енергію якого необхідно виміряти.

Візьміть аркуш паперу і покажіть досліджуване електричне поле всередині обкладок конденсатора. Намалюйте два вузьких вертикальних прямокутника, що зображують сам конденсатор, а між ними - горизонтальні промені, спрямовані від позитивно зарядженої пластини до негативно зарядженої. Горизонтальні промені показують напрямок вектора напруженості електричного поля конденсатора. Таким чином, конденсатор скапливает в собі енергію даного електричного поля. Видно, що якби обкладки були більшого розміру, то і число ліній напруженості було б більше, а значить, була б більше і енергія електричного поля. Таким чином, змінюючи конструкцію конденсатора, можна впливати на енергію запасеного в ньому електричного поля. Насправді, змінюючи конструкцію конденсатора, ми, в першу чергу, змінюємо його ємність.

Згадайте, як визначення ємності конденсатора. Загальне визначення ємності свідчить, що вона дорівнює відношенню заряду, запасеного на одній з пластин конденсатора, до напруги, отриманому між пластинами. Причому ємність є величиною постійною і залежить тільки від конструкції конденсатора.

Таким чином, при збільшенні заряду на обкладках збільшується і напруга, а ємність залишається постійною. Використовуючи поняття ємності і заряду обкладок, можна визначити енергію поля конденсатора як відношення квадрата заряду на одній з пластин до подвоєному значенню ємності конденсатора. Це означає, що є два способи змінити енергію конденсатора: змінюючи ємність і змінюючи заряд пластин. Перший спосіб пов`язаний зі зміною самої конструкції конденсатора: можна збільшити площу пластин або зменшити відстань між пластинами. Другий спосіб є більш очевидним, адже цілком природно, що якщо збільшувати заряд пластин, то збільшиться і запасені в конденсаторі енергія.