Doi conductori, care sunt izolați unul de celălalt și amplasați unul lângă celălalt, formează un condensator.
Conductorii care formează condensatorul sunt încărcați cu sarcini egale și opuse.
Aplicarea pe scară largă în practică se găsește netedăun condensator format din două plăci metalice plate paralele separate de un strat dielectric. Distanța dintre plăci este mică în comparație cu dimensiunea lor. Plăcile condensatorului se numesc plăci condensatoare.
Pentru a încărca plăcile cu același opus, le puteți conecta la polii unei mașini electrice. Apoi, o sarcină negativă se va transfera pe o placă, iar o sarcină pozitivă pe cealaltă.
Una dintre plăci poate fi conectată la polul mașinii,și l-au împământat pe celălalt; apoi, prin inducție, va apărea o sarcină pe cealaltă placă, aceeași ca mărime și opusă în semn cu încărcătura primei plăci. Dacă placa A este încărcată pozitiv, placa B este încărcată inductiv negativ; sarcina pozitivă a plăcii B este neutralizată de electronii care curg în placă de la sol, care este o sursă aproape inepuizabilă a acestora. Atrăgându-se către placa încărcată pozitiv A, sarcina negativă B va fi localizată pe suprafața interioară a plăcii orientate spre A.
Dacă placa A este încărcată negativ, atunci electronii liberi ai plăcii B sunt respinși de placa A și intră în pământ, în timp ce placa B este încărcată pozitiv.
În ambele cazuri, încărcăturile sunt concentrate numai pe suprafețele A și B orientate una față de alta.
Absența sarcinilor pe suprafețele exterioare dăcapacitatea de a transfera complet încărcăturile către condensator prin părțile exterioare ale plăcilor. Sarcina unui condensator este determinată de încărcarea uneia dintre plăcile sale, deoarece o sarcină egală apare pe cealaltă prin inducție.
Conectăm o placă a condensatorului cu o tijăelectrometrul și împământați cealaltă placă și corpul electrometrului. Cu ajutorul unei bile de testare, vom transfera încărcarea la condensator în porțiuni egale succesiv. Vom observa că, odată cu creșterea încărcăturii de 2, 3, 4 sau mai multe ori, respectiv de 2, 3, 4 sau mai multe ori, diferența de potențial a condensatorului crește.
Această valoare, care se măsoară prin raportul dintre sarcina condensatorului și diferența de potențial a plăcilor (sau plăcilor) sale, este capacitatea condensatorului.
Notându-l cu litera C, puteți scrie:
C = q / (ϕ1 - ϕ2).
Câmpul electric al unui condensator este practic concentrat între plăcile din interiorul acestuia, astfel încât corpurile înconjurătoare nu afectează capacitatea condensatorului.
Să facem un experiment. Să luăm un condensator plat, format din două plăci metalice A și B, montate pe izolatoare.
Conectați placa A la electrometru, placaO vom pune la pământ. Să încărcăm placa A, electrometrul va observa o anumită diferență de potențial a condensatorului. Dacă aduceți placa B mai aproape de A, puteți vedea că diferența de potențial dintre plăci scade.
O scădere a diferenței de potențial a plăcilor condensatoare cu o încărcare constantă pe ea indică o creștere a capacității sale.
Astfel, capacitatea unui condensator plat va fi cu atât mai mare, cu cât este mai mică distanța dintre plăci sau cu atât este mai mică grosimea dielectricului închis între plăci.
Mișcând placa B în sus față de placa Ași în jos, vom schimba zonele plăcilor care se suprapun unele pe altele. Observând în același timp citirile electrometrului, se poate stabili că cu cât este mai mare suprafața plăcilor reciproc suprapuse ale condensatorului, cu atât este mai mare capacitatea sa. Cu cât suprafața plăcilor condensatorului este mai mare, cu atât mai multă sarcină poate fi concentrată pe ele la un potențial egal dat.
Să mai facem un experiment. Pentru a face acest lucru, așezăm plăcile condensatorului A și B la o anumită distanță una de cealaltă și încărcăm placa A.
Rețineți magnitudinea diferenței de potențial când intrațirolul dielectricului este aerul. Acum să așezăm o placă de sticlă sau orice alt dielectric între plăci; vom vedea că diferența de potențial dintre ele va scădea. Pentru a-l ridica la nivelul anterior, este necesar să adăugați o încărcare la placa A. Din aceasta rezultă că înlocuirea stratului de aer dintre plăcile condensatorului cu orice alt dielectric îi mărește capacitatea.
Fie C₀ capacitatea unui condensator atunci când există un gol sau aer între plăcile sale, iar C este capacitatea sa utilizând un dielectric.
Împărțind C și C₀, găsim constanta dielectrică a dielectricului ԑ:
ԑ = С / С₀.
Astfel, cu cât este mai mare constanta dielectrică a dielectricului, cu atât este mai mare capacitatea condensatorului.
