Номер 3, страница 47, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

3. Можно ли говорить об электроемкости тела, веществом которого является диэлектрик?

3. Можно ли говорить об электроемкости тела, веществом которого является диэлектрик?

В строгом физическом смысле говорить об электроёмкости отдельного тела, целиком состоящего из диэлектрика, некорректно. Понятие электроёмкости исторически и по определению связано с проводниками.

Электроёмкость уединенного проводника определяется как отношение сообщенного ему заряда $\text{q}$ к его потенциалу $\varphi$. Ключевым свойством проводника является наличие свободных носителей заряда, которые под действием электростатических сил перераспределяются по его поверхности так, что вся поверхность и весь объём проводника становятся эквипотенциальными (имеют одинаковый потенциал). Именно наличие этого единого, четко определенного потенциала $\varphi$ для всего тела позволяет ввести величину электроёмкости $C = q/\varphi$.

У диэлектриков (изоляторов) нет свободных носителей заряда. Если такому телу сообщить избыточный заряд (например, путем трения), этот заряд останется локализованным в месте его возникновения и не сможет перераспределиться по всему объёму или поверхности. В результате разные точки диэлектрического тела будут иметь разный электрический потенциал. Поскольку для тела в целом нет единого значения потенциала, классическое определение электроёмкости к нему неприменимо.

Тем не менее, диэлектрики играют важнейшую роль в устройствах для накопления заряда — конденсаторах. Конденсатор — это система из двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика. В этом случае мы говорим об электроёмкости всей системы (конденсатора), а не об электроёмкости самого диэлектрика. Помещение диэлектрика между обкладками конденсатора приводит к увеличению его электроёмкости по сравнению с вакуумом. Это происходит из-за поляризации диэлектрика, которая ослабляет электрическое поле между обкладками и, соответственно, уменьшает разность потенциалов между ними при том же заряде.

Ответ: Нет, говорить об электроёмкости отдельного тела, состоящего из диэлектрика, некорректно, так как для такого тела нельзя определить единый потенциал. Понятие электроёмкости применимо к проводникам или системам проводников (конденсаторам), где диэлектрик может использоваться для увеличения ёмкости всей системы.