Если двум изолированным проводникам сообщить заряды, одинаковые по величине и противоположные по знаку, то между ними возникает разность потенциалов. В этом случае можно определить электрическую емкость системы проводников.

Единица измерения электроемкости (фарад)

Электроемкость зависит от формы и размеров проводников, а также от диэлектрика между ними. В случае если электрическое поле сосредоточено в определенной области, систему проводников называют конденсатором.

Простейший конденсатор – это система из двух пластин из проводника, расположенных параллельно друг другу на небольшом расстоянии. Такой конденсатор называется плоским.

Каждая из пластин вблизи поверхности создает поле с напряженностью

Суммарная напряженность поля внутри конденсатора 

Между пластинами вектора напряженности сонаправлены, поэтому

Снаружи вектора имеют противоположное направление, поэтому E = 0.

Отсюда электроемкость

Если между пластинами находится диэлектрик, то электроемкость увеличивается в ε раз

Виды конденсаторов

Сферический
Цилиндрический

Соединения конденсаторов

Энергия конденсатора

Энергия конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо произвести, чтобы зарядить конденсатор:

Закон сохранения энергии

где A_внеш — работа, совершенная над рассматриваемой системой внешними силами, ΔW — изменение энергии системы,Q — количество теплоты, выделяемое в системе. Если A_внеш > 0, то над системой совершают положительную работу, а если A_внеш < 0, положительную работу совершает система; если ΔW > 0, то энергия системы увеличивается, а если ΔW < 0, энергия уменьшается; если Q > 0, то в системе выделяется тепло, а если Q < 0, тепло системой поглощается.

Работа по зарядке конденсатора

Q – тепло, выделяющееся в цепи при протекании тока.

Виды конденсаторов

В современной технике конденсаторы находят себе исключительно широкое и разностороннее применение, прежде всего в областях электроники:

1. В радиотехнической и телевизионной аппаратуре – для создания колебательных контуров, их настройки, блокировки, разделения цепей с различной частотой, в фильтрах выпрямителей и т.д.
2. В радиолокационной технике – для получения импульсов большей мощности, формирования импульсов и т.д.
3. В телефонии и телеграфии – для разделения цепей переменного и постоянного токов, разделения токов различной частоты, искрогашения в контактах, симметрирования кабельных линий и т.д.
4. В автоматике и телемеханике – для создания датчиков на емкостном принципе, разделения цепей постоянного и пульсирующего токов, искрогашения в контактах, в схемах тиратронных генераторов импульсов и т.д.
5. В электронно-вычислительных устройствах – в специальных запоминающих устройствах и т.д.
6. В электроизмерительной технике – для создания образцов емкости, получения переменной емкости (магазины емкости и лабораторные переменные конденсаторы), создания измерительных приборов на емкостном принципе и т. д.
7. В лазерной технике – для получения мощных импульсов.

Кроме электроники и электроэнергетики, конденсаторы применяют и в других неэлектротехнических областях техники и промышленности для следующих основных целей:

1. В металлопромышленности – в высокочастотных установках для плавки и термической обработки металлов, в электроэрозионных (электроискровых) установках, для магнитоимпульсной обработки металлов и т.д.
2. В добывающей промышленности (угольной, металлорудной и т.п.) –  в рудничном транспорте на конденсаторных электровозах нормальной и повышенной частоты (бесконтактных), в электровзрывных устройствах с использованием электрогидравлического эффекта и т.д.
3. В автотракторной технике – в схемах зажигания для искрогашения в контактах и для подавления радиопомех.
4. В медицинской технике – в рентгеновской аппаратуре, в устройствах электротерапии и т.д.
5. В технике использования атомной энергии для мирных целей – для изготовления дозиметров, для кратковременного получения больших токов и т.д.
6. В фотографической технике – для аэрофотосъемки, получения вспышки света при обычном фотографировании и т.д.