Если два заряда сообщить двум изолированным проводникам, то между ними возникнет так называемая разность потенциалов, которая зависит от величины этих зарядов и от геометрии проводников. В том случае, если заряды одинаковы по величине, но противоположны по своему знаку, можно ввести определение электрической емкости, из которой потом можно получить такое понятие, как энергия конденсатора. Электрическая емкость системы, состоящей из двух проводников, это отношение одного из зарядов к разности потенциалов между данными проводниками.
Энергия конденсатора напрямую зависит от емкости. Можно определить с помощью расчетов это соотношение. Энергия конденсатора (формула) будет представлена цепочкой:
W= (C*U*U)/2 = (q*q)/(2*C) = q*U/2 , где W- энергия конденсатора, С- емкость, U- разность потенциалов между двумя пластинками (напряжение), q- значение величины заряда.
Значение величины электрической емкости зависит от размеров и формы данного проводника и от диэлектрика, который разделяет эти проводники. Систему, при которой электрическое поле сосредоточено (локализировано) только в некоторой области, называют конденсатором. Проводники, которые составляют это устройство, носят название обкладок. Это простейшая конструкция так называемого плоского конденсатора.
Самый простое устройство – это две плоские пластины, обладающие способностью проводить электрический ток. Данные обкладки расположены параллельно на некотором (сравнительно маленьком) расстоянии друг от друга и разделены слоем определенного диэлектрика. Энергия поля конденсатора в таком случае будет локализирована в основном между пластинами. Однако возле краев обкладок и в некотором окружающем пространстве все же возникнет достаточно слабое излучение. Его называют в литературе полем рассеяния. В большинстве случаев принято пренебрегать им и полагать, что вся энергия конденсатора расположена полностью между обкладками. Но в некоторых случаях его все же учитывают (в основном это случаи использования микроемкостей или, наоборот, сверхъемкостей).
Электрическая емкость (следовательно, энергия конденсатора) напрямую зависит от пластин. Если посмотреть на формулу C= E0*S/d, где C- ёмкость, E0- величина значения такого параметра, как диэлектрическая проницаемость (в данном случае вакуума) и d- значение расстояния между пластинами, то можно сделать определенный вывод, что емкость такого плоского конденсатора будет обратно пропорциональна величине значения расстояния между этими пластинами и прямо пропорциональна их площади. Если же пространство между обкладками заполнить каким-то определенным диэлектриком, то энергия конденсатора и его емкость увеличатся в E раз (E в данном случае - диэлектрическая проницаемость).
Таким образом, теперь можно выразить и формулу потенциальной энергии, которая накапливается между двумя обкладками (пластинами) конденсатора: W=q*E*d. Однако гораздо проще выражать понятие "энергия конденсатора" через емкость: W=(C*U*U)/2.
Формулы параллельного и последовательного соединения остаются верными при любом числе конденсаторов, соединенных в батарею.
