Конденсатор

Сила тока равна величине заряда, проходящего в единицу времени через проводник $I = \frac{q}{t}$, где:

$I$ — сила тока, $\lbrack A\rbrack$;

$q$ — перемещенный через проводник заряд, $\lbrack Кл\rbrack$;

$t$ — время перемещения заряда, $\lbrack с\rbrack$;

Закон Ома для участка цепи имеет вид

$I = \frac{U}{R}$, где:

$I$ — сила тока $\lbrack A\rbrack$;

$U$ — напряжение (разность потенциалов) $\lbrack B\rbrack$;

$R$ — сопротивление $\lbrack Ом\rbrack$;

Сопротивление проводника равно $R = \frac{\text{ρl}}{S}$, где

$R$ — сопротивление $\lbrack Ом\rbrack$;

$I$ — длина проводника $\lbrack м\rbrack$;

$\rho$ — удельное сопротивление проводника $\lbrack Ом\ \cdot м\rbrack$;

$S$ — площадь поперечного сечения проводника $\lbrack м^{2}\rbrack$

Параллельное и последовательное соединение проводников.

При последовательном соединении общее сопротивление равно сумме сопротивлений всех источников сопротивления $R = R_{1} + R_{2} + R_{3} + \ldots + R_{n - 1} + R_{n}$, где

R — общее сопротивление всех источников сопротивления, $\lbrack Ом\rbrack$

$R_{1},R_{2},R_{3},\ldots,R_{n - 1},R_{n}$

сопротивление каждого из источников сопротивления в цепи, $\lbrack Ом\rbrack$

$n$ — количество всех источников сопротивления в цепи.

Сила тока на каждом из источников сопротивления при последовательном соединении, и общая сила тока на участке цепи, одинаковы$\ I = I_{1} = I_{2} = I_{3} = \ldots = I_{n - 1} = I_{n}$, где

$I$ — сила тока на участке цепи, $\lbrack A\rbrack$

$I_{1},I_{2},I_{3},\ldots,I_{n - 1},I_{n} -$сила тока на каждом из источников сопротивления в цепи, $\lbrack A\rbrack$

Напряжение в участке цепи равно сумме напряжений на каждом из источников сопротивления

$U = U_{1} + U_{2} + U_{3} + \ldots + U_{n - 1} + U_{n}$, где

$U$ — напряжение на участке цепи, $\lbrack B\rbrack$

$U_{1},U_{2},U_{3},\ldots,U_{n - 1},U_{n} -$напряжение на каждом из источников сопротивления в цепи, $\lbrack B\rbrack$

При параллельном соединении общее сопротивление источников сопротивления вычисляется как $\frac{1}{R} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}} + \ldots + \frac{1}{R_{n - 1}} + \frac{1}{R_{n}}$.

Общее сопротивление двух параллельно соединенных резисторов равно

$R = \frac{R_{1} \bullet R_{2}}{R_{1} + R_{2}}$.

Сила тока в цепи при параллельном соединении равна $I = I_{1} + I_{2} + I_{3} + \ldots + I_{n - 1} + I_{n}$.

Напряжение в цепи и на каждом из источников сопротивления одинаковы $\ U = U_{1} = U_{2} = U_{3} = \ldots = U_{n - 1} = U_{n}$.

Основная характеристика конденсатора — электроемкость или просто емкость С, определяемая как отношение заряда одной из обкладок конденсатора к разности потенциалов, т.е. напряжению между обкладками:

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

где $C$ — емкость конденсатора $\lbrack Ф\rbrack$;

$q$ — заряд одной из обкладок конденсатора $\lbrack Кл\rbrack$;

$U$ — напряжение между обкладками $\lbrack B\rbrack$.

Единицы емкости. В СИ за единицу электроемкости принят фарад (Ф). Емкостью 1 Ф обладает конденсатор, между обкладками которого устанавливается напряжение в 1В при сообщении ему заряда 1 Кл:

$1\ \left\lbrack Ф \right\rbrack = \frac{1\ \lbrack Кл\rbrack}{1\ \lbrack В\rbrack}$.

Его емкость рассчитывается по следующей формуле:

$C = \frac{\varepsilon\varepsilon_{0}S}{d}$,

где $C$ — емкость конденсатора $\left\lbrack Ф \right\rbrack$;

$\varepsilon ₀$ — электрическая постоянная ,$( \approx 8,85 \bullet 10^{- 12}\frac{с^{4}А^{2}}{м^{3}\ Кг})$

$\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость;

$S$ — площадь обкладки $\lbrack м^{2}\rbrack$;

$d$ — расстояние между обкладками $\lbrack м\rbrack$.

Диэлектрическая проницаемость $\varepsilon$ — это безразмерная величина, показывающая во сколько раз напряженность электрического поля (или напряжение между его обкладками) в заполненном диэлектриком конденсаторе меньше, чем в отсутствии диэлектрика при том же заряде конденсатора. Другими словами, диэлектрическая проницаемость показывает, во сколько раз увеличится емкость конденсатора при заполнении его диэлектриком.

Получаем, что емкость батареи параллельно соединенных конденсаторов равна сумме емкостей этих конденсаторов: C = C₁ + C₂ + … + C_n.

Аналогично рассуждая для последовательного соединения конденсаторов, получаем, что емкость такой батареи конденсаторов можно посчитать по формуле:

$\frac{1}{C} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}} + \frac{1}{C_{3}} + \ldots\frac{1}{C_{n}}$....

Поле вне и внутри конденсатора. Электрическое поле плоского конденсатора в основном локализовано между пластинами и вне конденсатора равно нулю. Поле внутри конденсатора можно выразить через напряжение следующим образом:

$E = \frac{U}{d}$.

Энергия плоского конденсатора. Заряженный конденсатор обладает энергией, которая выражается следующим образом через C, q и U:

$W = \frac{\text{qU}}{2} = \frac{CU^{2}}{2} = \frac{q^{2}}{2C}$

Катушка индуктивности — это катушка, свернутая из изолированного проводника. На электрических схемах катушка индуктивности обозначается как .

Магнитный поток, который создается ток, протекая через катушку индуктивности, равен$\ Ф = LI$, где

$Ф$ — магнитный поток $\lbrack Вб\rbrack$;

$L$ — индуктивность $\lbrack Гн\rbrack$;

$I$ — сила тока $\lbrack А\rbrack$.