C вимірюються в кулонах (к) і вольтах (В) , то
C вимірюється у Фарада (ф ) . p> Припустимо, що ємність
C утворена двома пластинами, розділеними діелектриком. Під впливом прикладеної напруги на пластинах зосереджені рівні кількості електрики протилежного знака: пластина з більш високим потенціалом має позитивний заряд (
q > 0), а пластина з нижчим потенціалом-негативний заряд (
q < 0).
При зміні напруги, прикладеної до пластин, змінюється відповідно до формули (1.8) заряд q . На пластину, потенціал якої зростає, надходить позитивний додатковий заряд, а на пластину, потенціал якої зменшується, надходить такий же негативний заряд. p align="justify"> Приплив негативного заряду до другої пластині рівносильний переміщенню позитивного заряду у зворотний бік - від другої пластини в зовнішній ланцюг. Таким чином, зі зміною напруги на ємності в ланцюзі створюється струм, величина якого визначається швидкістю зміни електричного заряду:
(1.11)
. (1.12)
Цей струм розглядається як струм провідності в провідниках, приєднаних до ємкісному елементу (струм, обумовлений рухом електричних зарядів), і як струм зміщення в діелектрику ємнісного елемента. Останнє поняття, що застосовується в теорії поля, означає величину, прямо пропорційну швидкості зміни напруженості електричного поля і має розмірність струму. Завдяки введенню цього поняття струм в ланцюзі з ємністю представляється замкнутим через діелектрик. p align="justify"> Для опору, індуктивності та ємності застосовуються умовні графічні зображення, показані на рис. 1.1. br/>
R L C
Рис. 1.1 Умовні зображення елементів електричних схем
За допомогою цих ідеалізованих елементів ланцюга зображуються електричні схеми заміщення різних фізичних пристроїв.
Слід зауважити, що такі поняття, як індуктивна котушка, конденсатор і реостат, що означають реальні електричні пристрої, в загальному випадку не збігаються з теоретичними поняттями індуктивність, ємність і опір, мислячих як роздільні, незалежно один від одного існуючі елементи ланцюга.
Уявімо собі найпростішу індуктивну котушку у вигляді кругового витка провідника, по якому проходить.
При постійному струмі напруга на кінцях кругового витка визначиться величиною падіння напруги на його опорі відповідно до (1.1) і струм у всіх точках витка буде однаковим.
При змінному ж струмі змінюється магнітне поле наведе у витку ЕРС самоіндукції; між кінцями, так само як і між іншими точками витка, електричне поле стане змінним і в діелектрику навколо витка виникне струм зміщення; у зв'язку з цим у різних точках витка струм буде неоднаковим. p> Чим вище частота змінного струму, тим більше будуть ЕРС самоіндукції і струм зміщення.
При низьких частотах струмом зміщення можна знехтувати. При високих же частотах струм зміщення, обумовлений зміною напруженості електричного поля, може бути порівнянним з струмом у витку і навіть перевищувати його. p> Таким чином, залежно від робочого діапазону частоти, електрична схема заміщення реального витка або котушки з витків може складатися з різних теоретичних елементів.
R
а) при постійному струмі;
R L
б) при низькій частоті;
R L
C в) при високій частоті.
Рис. 1.2 Електричні схеми заміщення витка або котушки
Уявімо собі тепер плоский конденсатор, що складається з двох паралельних пластин. При постійній напрузі і ідеальному діелектрику струму в ланцюзі не буде. Якщо напруга змінно, то в процесі зміни електричного заряду виникне змінний струм, що створює змінне магнітне поле. Ефект, викликаний магнітним полем, може бути врахований в електричній схемі заміщення за допомогою деякої індуктивності, включеної послідовно з ємністю конденсатора. Зазвичай цієї індуктивністю зневажають через її малості. p> Нарешті, у всякому діелектрику внаслідок наявності деякої провідності виникають теплові струми, які зростають із зростанням частоти. Крім того, відбувається виділення тепла в пластинах конденсатора. Втрати на нагрівання враховуються в схемі заміщення конденсатора за допомогою опору , включеного паралельно ємності (рис. 1.3). R
C
Рис 1.3 Електрична схема заміщення конденсатора.
Що стосується реостатів та інших пристроїв...
