Номер 4, страница 340 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Электростатика. Глава 8. Свойства электрического поля. Параграф 41. Электроёмкость. Энергия электрического поля - номер 4, страница 340.

Условие.

4. Что такое электроёмкость конденсатора?

Решение.

4. Что такое электроёмкость конденсатора?

Электроёмкость (или просто ёмкость) конденсатора — это физическая величина, характеризующая его способность накапливать электрический заряд. Она является мерой того, какой заряд может быть накоплен на обкладках конденсатора при заданном напряжении между ними.

Электроёмкость конденсатора определяется как отношение заряда $\text{q}$, накопленного на одной из его обкладок, к разности потенциалов (напряжению) $\text{U}$ между этими обкладками:

$C = \frac{q}{U}$

где: $\text{C}$ – электроёмкость; $\text{q}$ – модуль электрического заряда на одной из обкладок (заряды на обкладках равны по модулю и противоположны по знаку); $\text{U}$ – разность потенциалов (напряжение) между обкладками.

Из данной формулы следует, что чем больше ёмкость конденсатора, тем больший заряд он способен накопить при том же самом напряжении.

В Международной системе единиц (СИ) электроёмкость измеряется в фарадах (Ф). 1 фарад – это ёмкость такого конденсатора, у которого при заряде в 1 кулон (Кл) возникает разность потенциалов в 1 вольт (В). На практике 1 фарад является очень большой величиной, поэтому чаще используются дольные единицы: микрофарад (мкФ, $10^{-6}$ Ф), нанофарад (нФ, $10^{-9}$ Ф) и пикофарад (пФ, $10^{-12}$ Ф).

Электроёмкость конденсатора зависит от его геометрических характеристик (формы и площади обкладок, расстояния между ними) и от диэлектрических свойств среды, заполняющей пространство между обкладками. Важно отметить, что электроёмкость не зависит от заряда на конденсаторе или от напряжения между его обкладками. Например, для самого простого, плоского конденсатора, ёмкость рассчитывается по формуле:

$C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$

где: $\varepsilon$ – диэлектрическая проницаемость диэлектрика между обкладками; $\varepsilon_0$ – электрическая постоянная ($\approx 8.85 \cdot 10^{-12}$ Ф/м); $\text{S}$ – площадь каждой из обкладок; $\text{d}$ – расстояние между обкладками.

Ответ: Электроёмкость конденсатора – это физическая величина, равная отношению заряда одной из его обкладок к разности потенциалов между обкладками ($C = q/U$). Она характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд и зависит от его геометрических параметров и диэлектрика между обкладками. Единица измерения в СИ – фарад (Ф).