Условия, от которых зависит электроемкость проводника

Заряды располагаются только на внешней поверхности проводника, поэтому электроемкость проводника зависит от его формы и площади внешней поверхности; ни материал проводника, ни его масса на его электроемкость не влияют. Поскольку проводник электризуется через влияние, электроемкость проводника должна зависеть от расположения вблизи него других проводников и от окружающей среды. Покажем это на опыте.

IMG_20141001_02006_crВозьмем два металлических диска, укрепленных на подставках из диэлектрика. Диск А соединим с электрометром, корпус которого заземлен (рис. 15.27), а диск В отодвинем от диска А. Наэлектризуем диск А, сообщив ему заряд q, который в дальнейшем будет оставаться неизменным.

Заметив значение потенциала диска А по показанию электрометра, начнем приближать к нему диск В, одновременно наблюдая за стрелкой прибора. Оказывается, потенциал ϕ у диска А при этом уменьшается. Еще более резкое уменьшение потенциала ϕ можно наблюдать при соединении диска В с Землей.

Принимая во внимание, что заряд q на диске А при этом не изменяется, с помощью формулы (15.17) можно заключить, что электроемкость системы дисков увеличивается. Заменяя воздух между дисками другим диэлектриком, можно опять обнаружить увеличение электроемкости системы дисков.IMG_2014100221_0005_cr

Результаты этих опытов объясняются следующим образом. Когда диск В попадает в поле диска А, то он электризуется влиянием и создает свое поле. Если соединить диск В с Землей, то на нем останутся только заряды противоположного знака по сравнению с зарядами на диске А. Это усиливает поле диска В, которое еще более снижает потенциал на диске А. Когда мы вносим между дисками диэлектрик (например, стекло), то он поляризуется. Поляризационные заряды, расположенные вблизи поверхности диска А, компенсируют часть его зарядов. Поэтому можно считать, что плотность зарядов на диске А, вместо σ, становится равной σ—σПОЛ (рис. 15. 28). Это и означает, что электроемкость диска возрастает.

IMG_20141001_00026_cr