Conductorii sunt caracterizati prin faptul ca poseda electroni liberi, care sub actiunea unui cimp electric exterior se pot deplasa in sens opus intensitatii cimpului electric. Ca urmare a acestui fapt un conductor izolat aflat in cimp electrostatic exterior se polarizeaza, adica la un capat apare un surplus de sarcini electrice pozitive in timp ce la celalalt capat apare un surplus de sarcini electrice negative. Aceasta polarizare conduce la inducerea unui cimp electric de intensitate Eind orientata in sens opus intensitatii cimpului electric exterior. Este clar ca aechilibrul electrostatic se realizeaza daca intensitatea cimpului electric Ei, in interiorul conductorului, este:
Pe baza teoremei lui Gauss rezulta ca suma algebrica a sarcinilor electrice pe orice domeniu din interiorul conductorului este egala cu zero. De asemenea, potentialul electric in interiorul unui conductor izolat aflat in cimp electric exterior este constant.
Deci, daca un conductor izolat se afla intr-un cimp electrostatic, pe suprafata exterioara a acestuia se induc sarcini electrice de semne diferite, iar echilibrul electrostatic se realizeaza in urmatoarele conditii:
1. Intensitatea cimpului electric in interiorul conductorului este egala cu zero;
2. Suprafata exterioara a conductorului este echipotentiala, ceea ce inseamna ca intensitatea cimpului electric in exteriorul conductorului este perpendiculara pe suprafata exterioara a acestuia.
Daca un conductor izolat este incarcat cu sarcina electrica Q, aceasta se distribuie pe suprafata exterioara a conductorului pina in momentul in care sunt satisfacute conditiile 1 si 2 de mai inainte.
Experientele arata ca raportul dintre sarcina electrica Q cu care se incarca un conductor izolat si potentialul V la care se afla suprafata exterioara a conductorului, depinde numai de dimensiunile si forma conductorului. Acest raport, fiind o marime fizica caracteristica, se numeste capacitate electrica a conductorului izolat:
C=Q/V
Pentru capacitatea electrica C unitatea de masura, in Sim este Faradul (F):
SI=SI/SI=1 C/V= 1F
Un conductor izolat are capacitatea de 1 Farad daca, fiind incarcat cu o sarcina electrica de 1 C potentialul pe suprafata lui exterioara este egal cu 1V.
Expresia capacitatii condesatorului plan este:
Grupare condensatoarelor este o operatie care se efectueaza ori de cate ori avem nevoie, intr-o experienta, de anumite valori ale capacitatii si de care nu dispunem la acel moment. Exista doua modalitati de grupare a condensatoarelor si anume: in serie si in paralel.
Gruparea in serie (in cascada). In acest tip de grupare, condensatoarele se leaga unul dupa celalalt (in sir) ca in figura urmatoare.
C1 C2 C3 C4
A +q -q +q -q +q -q +q -q B
o o o o o
U1 U2 U3 U4
U
In aceasta grupare fiecare condensator are aceiasi sarcina q datorita fenomenului de inductie electrostatica, dar in schimb, diferenta de potential pe fiecare condensator este diferita, fiind invers proportionala cu capacitatea condensatoarelor astfel:
q q q q
U1 = ---- ; U2 = ---- ; U3 = ---- ; U4 = ----
C1 C2 C3 C4
Capacitatea echivalenta la bornele AB, a acestei grupari, capacitate pe care vrem sa o determinam, este capacitatea acelui condensator care - inlocuind gruparea si avand aplicata intre armaturi o diferenta de potential U egala cu suma diferentelor de potential aplicate condensatoarelor din grupare - se incarca cu aceiasi sarcina q:
U = U1 + U2 + U3 + U4 inlocuind vom obtine
