Электростатика. Шашкова Л.В - 44 стр.

      Электроемкость не зависит от положения пластины. При очень тонкой
пластине (d → 0) электроемкость конденсатора не зависит от наличия пла-
стины.
      Для того чтобы зарядить конденсатор, нужно совершить работу по раз-
делению положительных и отрицательных зарядов. Согласно закону сохра-
нения энергии, эта работа равна энергии, приобретаемой конденсатором.
      В том, что заряженный конденсатор обладает энергией, можно убе-
диться, если разрядить конденсатор, например лейденскую банку, с помо-
щью специального разрядника. При этом между шариком разрядника и об-
кладкой конденсатора проскакивает искра. Энергия конденсатора превраща-
ется в другие формы: механическую, световую, тепловую. Чем больше элек-
троемкость конденсатора и напряжение, тем мощнее будет искра.
      Выведем формулу для энергии плоского конденсатора. Напряженность
                                                  Е
поля, созданного зарядом одной из пластин, равна , где Е – напряженность
                                                  2
поля в конденсаторе. В одном поле одной пластины находится заряд q, рас-
положенный по поверхности другой пластины. Согласно формуле для потен-
циальной энергии заряда в одном поле энергия конденсатора равна:

                                    Е
                               W = q d,
                                    2

       где q – заряд конденсатора, а d – расстояние между пластинами.
       Так как Еd = U – разность потенциалов между обкладками конденсато-
ра, то его энергия равна:

                                      qU
                                 W=                                  (15)
                                       2

     Эта энергия равна работе, которую совершит электрическое поле при
сближении пластин вплотную. Заменив в формуле (15) либо разность потен-
          q
циалов U= , либо заряд q = CU получим:
         С

                               qU q 2 CU 2
                            W=    =    =                             (16)
                                2   2C   2

      Можно доказать, что эти формулы справедливы для энергии любого
конденсатора, а не только плоского.
      Согласно теории близкодействия вся энергия взаимодействия заряжен-
ных тел сконцентрирована в электрическом поле этих тел. Значит, энергия
может быть выражена через основную характеристику поля – напряжен-
ность.
44