q từ một điể mM cách uả cầu tích điện một khoảng d
2.4 Điện dung vật dẫn cô lập
Một vật dẫn được gọi là cô lập về điện, nếu xung quang nó khơng tồn tại một điện trường nào có thể gây ảnh hưởng đến sự phân bố điện tích trên nó.
Nếu một vật dẫn đang cân bằng tĩnh điện, ta truyền cho nó một điên tích Q, thì điện tích Q sẽ phân bố trên bề mặt vật dẫn như tính chất của sự phân bố điện tích trên vật dẫn. Sự phân bố này là hồn tồn tương tự như sự phân bố điện tích mà vật dẫn đã có trước đó. Và, cả hai lần phân bố này, tỉ số mật độ điện tích tại bất kì một điểm nào trên bề mặt vật dẫn là một hằng số.
Như ta đã biết ở chương 1, điện thế được gây ra bởi điện tích thì sẽ tỉ lệ với điện tích đó, do đó ta có thể viết
Q = CV [2.6]
C là hằng số tỉ lệ được hiểu như là một đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của vật dẫn. C được gọi là điện dung của vật dẫn. Trong biểu thức [2.6] nếu cho V = 1V thì Q = C . Lúc này ta định nghĩa điện dung như sau: Điện
dung của một vật dẫn là một đại lượng về giá trị bằng điện tích cần truyền cho một vật dẫn để điện thế của nó tăng lên 1V.
Trong hệ SI, Q có đơn vị là C (coulomb) và V có đơn vị là V (Volt) khi đó điện dung có đơn vị là F (Fara)
1Fara = 1coulomb
1volt [2.7]
1 Fara là một điện dung rất lớn. Ta xét bài tốn sau: một quả cầu có bán
kính R và mang điện tích Q, khi đó điện thế tại một điểm bất kì trên quả cầu là
Q
V k
R
[2.8] Do đó, điện dung của quả cầu là
k C
R
[2.9]
Nếu lấy C = 1Fara và giá trị k như ta đã biết là 9.109N.m2/C2 thì bán kính của quả cầu lúc này là R = 9.109m. Với bán kính này, quả cầu có điện dụng 1Fara sẽ có kích thước lớn gấp 1500 lần kích thước của trái đất.
Do đó, trong thực tế, người ta thường dùng những đơn vị nhỏ hơn nhiều như là μF, nF, pF.