Номер 3, страница 412 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Параграф 90. Электроёмкость уединённого проводника. 15. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. Электростатика - номер 3, страница 412.

Условие.

3. Сформулируйте определение электрической ёмкости уединённого проводника. Запишите единицу электроёмкости.

Решение.

Сформулируйте определение электрической ёмкости уединённого проводника.

Электрическая ёмкость уединённого проводника — это физическая скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд. Уединённым называется проводник, который расположен вдали от других проводников и заряженных тел, так что их электрические поля не оказывают на него существенного влияния.

Экспериментально установлено, что потенциал $\varphi$ уединённого проводника прямо пропорционален сообщённому ему заряду $q$:

$q \sim \varphi$

Коэффициент пропорциональности в этом соотношении называется электроёмкостью $C$ и является характеристикой самого проводника. Таким образом, электроёмкость можно определить из формулы:

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

Из этой формулы следует, что электроёмкость численно равна заряду, который необходимо сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал на единицу (например, на 1 Вольт).

Ёмкость уединённого проводника зависит от его формы и размеров, а также от диэлектрической проницаемости $\epsilon$ окружающей среды. Ёмкость не зависит от заряда и потенциала самого проводника, а также от материала, из которого он изготовлен.

Ответ: Электрическая ёмкость уединённого проводника — это физическая величина, определяемая как отношение заряда уединённого проводника к его потенциалу. Она характеризует способность проводника накапливать электрический заряд и не зависит от этого заряда.

Запишите единицу электроёмкости.

Единицей измерения электрической ёмкости в Международной системе единиц (СИ) является фарад (обозначение: Ф). Единица названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Один фарад — это ёмкость такого проводника, потенциал которого изменяется на 1 вольт при сообщении ему заряда в 1 кулон.

$1 \text{ Ф} = \frac{1 \text{ Кл}}{1 \text{ В}}$

Фарад является очень большой величиной, поэтому на практике чаще применяют дольные единицы:

миллифарад (мФ), равный $10^{-3}$ Ф;

микрофарад (мкФ), равный $10^{-6}$ Ф;

нанофарад (нФ), равный $10^{-9}$ Ф;

пикофарад (пФ), равный $10^{-12}$ Ф.

Ответ: Единица электроёмкости в системе СИ — фарад (Ф).