Напряжение в конденсаторе

[Adrianaana]

Мне непонятно, почему емкость равна $\frac{q}{U}$, а точнее, почему она зависит от расстояния. Читала, что емкость - это способность накапливать заряд и что заряд перестает накапливаться, когда наступает пробой. Вот мне и непонятно, почему конденсатор с расстоянием между пластинами большем чем у другого (а в остальном такого же) может накопить меньший заряд.

[DimaM]

Adrianaana в сообщении #1206105 писал(а):

Вот мне и непонятно, почему конденсатор с расстоянием между пластинами большем чем у другого (а в остальном такого же) может накопить меньший заряд.

Попробуйте посмотреть так: у конденсатора с большим расстоянием между пластинами при том же заряде больше напряжение.

[AnatolyBa]

Еще раз предлагаю оставить пробой в стороне, пока не разберетесь с основными понятиями.

Adrianaana в сообщении #1206105 писал(а):

Мне непонятно, почему емкость равна $\frac{q}{U}$

Это определение, его понимать не надо.

Adrianaana в сообщении #1206105 писал(а):

а точнее, почему она зависит от расстояния

И вот это уже свойство, и давайте для начала не будем говорить о емкости. Ваш вопрос можно сформулировать так - почему при заданном напряжении между пластинами заряд уменьшается при раздвижении пластин. Или, эквивалентно, почему при заданном заряде напряжение увеличивается при раздвижении пластин. Ответ для простого плоского конденсатора таков.
Напряженность пропорциональна плотности зарада на пластинах, значит при неизменной площади пропорциональна заряду. А напряжение пропорциональна произведению напряженности на расстояние между пластинами. Т. е. при заданном заряде, например, напряженность не меняется, а напряжение возрастает пропорционально расстоянию.

[Adrianaana]

Нет, я не про то спрашиваю. С понятиями у меня нормально. Вы все исходите из того, что формула $C=\frac{q}{Ed}$ - это данность. Я же спрашиваю, на каких физических явлениях она основана. Давайте не будем двигать пластины. Возьмем два разных конденсатора с фиксированными разными расстояниями между пластинами. Почему при большем расстоянии емкость меньше? (только не про формулу пж). Если бы у них были равные расстояния, но разные площади пластин, я вроде понимаю:
с меньшей площадью напряженность на единицу заряда больше, поле сильнее, пробой наступит скорее. А с расстоянием не понимаю

[Dmitriy40]

Да посмотрите в любом учебнике уже наконец как выводится формула ёмкости плоского конденсатора! А про пробой пока забудьте, он тут вообще ни причём.

[realeugene]

Adrianaana в сообщении #1205885 писал(а):

Я понимаю, при увеличении напряженности: усиливается электрическое поле, заряды сильнее друг другу притягиваются. Но почему при увеличении расстояния между пластинами заряды будут сильнее притягиваться?

Потому что вы путаете напряженность с напряжением.

[Adrianaana]

Так у Мякишева формула $C=\frac{q}{U}$ и объясняется с помощью пробоя, но размыто

[realeugene]

Несколько упрощённо, пробой в диэлектриках возникает в том месте, где напряженность поля превышает порог пробоя для этого диэлектрика. Примите это как факт и обдумайте, что именно вы неправильно поняли при чтении Мякишева.

[DimaM]

Сдается мне, что формула для емкости и пробой примерно перпендикулярны.

[wrest]

Adrianaana
Вот смотрите: два конденсатора равной емкости (1000 мкФ), но с разным напряжением пробоя.

Напряжение пробоя, при прочих равных условиях (тот же материал обкладок, один и тот же диэлектрик между обкладками) тем больше, чем больше расстояние между обкладками.

То есть, для того чтобы увеличить напряжение пробоя, надо увеличить расстояние между обкладками, но при этом уменьшится емкость, так что надо увеличить площадь обкладок.

Если зарядить оба этих конденсатора до 20 Вольт и отключить от сети, то заряд (Кулоны) на обкладках будет одинаковый, и будет накоплено одинаковое количество энергии (Джоули). Но бОльший конденсатор можно зарядить до бОльшего напряжения без пробоя.

То есть, в бОльший конденсатор может "поместиться" больше энергии (Джоули) чем в меньший, без повреждения, при равной их электрической емкости.

[AnatolyBa]

Adrianaana в сообщении #1206152 писал(а):

Так у Мякишева формула $C=\frac{q}{U}$ и объясняется с помощью пробоя, но размыто

Это сильное утверждение, желательно подкрепить цитатой.

Adrianaana в сообщении #1206128 писал(а):

Почему при большем расстоянии емкость меньше? (только не про формулу пж). Если бы у них были равные расстояния, но разные площади пластин, я вроде понимаю

Во-первых, так относиться к формулам не годится. Формулы надо внимательно рассматривать. Это не я сказал, это академик Лев Борисович Окунь.
Во-вторых, у меня такое ощущение, что вы воспринимаете электрическую емкость, как емкость для воды. Это принципиально не так. Электричская емкость это не сколько электронов можно запихать куда-то, в принципе. Для электрической емкости всегда учитываются, так сказать, усилия, которые нужно приложить, чтобы перетащить электрон.
В-третьих, я вам еще раз советую для начала забыть про емкость а разобраться как следует с напряженностью, потенциалом, напряжением

[Munin]

Adrianaana в сообщении #1206105 писал(а):

Читала, что емкость - это способность накапливать заряд и что заряд перестает накапливаться, когда наступает пробой.

Это мешанина из двух совершенно разных идей, к тому же сильно упрощённых. В сочетании они становятся совершенно неверными.

Попробуйте вместо этих идей сосредоточиться на правильном определении ёмкости $C=\dfrac{q}{U}.$ Понять его. Это нетрудно.

-- 03.04.2017 15:24:37 --

Adrianaana в сообщении #1206128 писал(а):

Вы все исходите из того, что формула $C=\frac{q}{Ed}$ - это данность. Я же спрашиваю, на каких физических явлениях она основана.

На определениях.

Точнее, внутри конденсатора напряжённость примерно постоянна, и можно считать напряжение как $U=Ed.$ В общем случае надо считать как $U=\int\vec{E}\,d\vec{\ell}.$

Ещё точнее, надо бы знать, что такое ёмкость одного проводника, и после этого переходить ко взаимной ёмкости - ёмкости конденсатора. Но наверное, в школе на это нет времени.

Попробуйте почитать книгу для толковых школьников
Зильберман. Электричество и магнетизм.

-- 03.04.2017 15:25:44 --

Adrianaana в сообщении #1206152 писал(а):

Так у Мякишева формула $C=\frac{q}{U}$ и объясняется с помощью пробоя

Значит, это бред.

[wrest]

Adrianaana в сообщении #1206128 писал(а):

Давайте не будем двигать пластины. Возьмем два разных конденсатора с фиксированными разными расстояниями между пластинами. Почему при большем расстоянии емкость меньше? (только не про формулу пж).

Ответ на этот вопрос очень прост. Для плоского конденсатора напряженность поля между пластинами не зависит от расстояния между пластинами (при условии что расстояние между пластинами остается малым по сравнению с размерами пластин), но зависит от заряда (прямо пропорционально)!
Напряжение (вольты) -- это произведение напряженности (вольты на метр) на расстояние (метры) между пластинами. Расстояние выросло -- увеличилось напряжение.

А раз увеличилось напряжение при том же заряде, значит -- емкость упала.

[photon]

Adrianaana в сообщении #1206152 писал(а):

Так у Мякишева формула $C=\frac{q}{U}$ и объясняется с помощью пробоя, но размыто

Она не объясняется с помощью пробоя у Мякишева. Да, он пишет о пробое

Мякишев и ко писал(а):

В сильном электрическом поле (при большом напряжении и соответственно при большой напряженности) диэлектрик (например, воздух) становится проводящим. Возможен так называемый пробой диэлектрика: между проводниками проскакивает икра, и они разряжаются. Чем меньше увеличивается напряжение между проводниками с увеличением их зарядов, тем больший заряд можно на них накопить.

После этой ремарки о пробое не говорится. Начинается новый абзац, в котором обсуждается, что отношение заряда к напряжению для пары полупроводников является константой, зависящей от формы проводников, их взаимного расположения и электрических свойств окружающей среды, и вводится определение электроемкости пары полупроводников как отношения заряда на одном из них к разности потенциалов. Через пробой Мякишев электроёмкость не определяет.

[Adrianaana]

Нашла такую версию. Конденсатор держит заряд за счет взаимного притяжения зарядов разного знака на пластинах. Чем больше расстояние между пластинами, тем слабее указанные заряды притягиваются, и емкость будет падать.