S mat bn hai day
6.6.3. Điện dung của vật dẫn.
Một vật dẫn được gọi là cô lập về điện (hay vật dẫn cô lập) nếu gần nó không có một vật nào khác có thể gây ảnh hưởng đến sự phân bố điện tích trên vật dẫn đang xét.
Khi ta truyền cho vật dẫn A một điện tích Q nào đó. Theo tính chất của vật dẫn mang điện (đã ở trạng thái cân bằng tĩnh điện), điện tích Q được phân bố trên bề mặt vật dẫn sao cho điện trường trong lòng vật dẫn bằng không. Thực nghiệm cho thấy: nếu ta thay đổi giá trị điện tích Q của vật dẫn cô lập và đo điện thế V của nó thì tỉ số giữa Q và V luôn luôn không thay đổi (Q const
V ). Nghĩa là độ lớn điện tích Q của vật tăng hay giảm bao nhiêu lần thì điện thế V của nó cũng tăng hay giảm bấy nhiêu lần. Hằng số này đặc trưng cho khả năng tích điện của vật ở điện thế V nhất định nào đó, được gọi là điện dung C của vật:
QC C
V
(6.37)
Vậy: Điện dung của vật dẫn cô lập là đại lượng có trị số bằng điện tích cần truyền cho vật dẫn để điện thế của nó tăng lên một vôn.
Trong hệ đơn vị SI, điện dung được đo bằng fara (kí hiệu: F) 1 fara = 1 culông/1vôn
Bài toán: Tính điện dung của một khối cầu kim loại bán kính R đặt
trong môi trường đồng nhất có hằng số điện môi ε0.
Giải: Giả sử ta tích điện cho quả cầu với điện tích Q. Khi vật dẫn ở trạng
thái cân bằng tĩnh điện, điện tích Q được phân bố đều trên mặt khối cầu. Khi đó điện thế V của (bề mặt) quả cầu được xác định theo công thức: V kQ
R
. . Suy ra điện dung của quả cầu kim loại bằng:
0 4 Q R C R V k (6.38)
Từ công thức (6.38) ta thấy fara là đơn vị điện dung rất lớn (vì đó là điện dung của một quả cầu kim loại có bán kính R ≈ 9.109m ! ). Vì vậy trong kỹ thuật người ta thường dùng các đơn vị ước của fara, đó là μF, nF và pF với quan hệ như sau:
1F = 106μF = 109nF = 1012pF.