Sbírka fyzikálních pokusů

Kapacita vodiče

Pokus číslo: 1858

• Cíl pokusu

  Pokus ukazuje, jak souvisí kapacita vodiče s jeho velikostí.

• Teorie

  Kapacita vodiče C vyjadřuje schopnost vodiče hromadit na sobě náboj. Je definována podílem náboje Q izolovaného vodiče a jeho potenciálu φ:

  \[C=\frac{Q}{φ}\]

  Kapacita závisí na velikosti i tvaru vodiče. Pokud tedy nabijeme dvě různě velké vodivě spojené plechovky (mají stejný potenciál), bude na větší plechovce větší náboj.

  Kapacita kulového vodiče o poloměru R je \(C=4πε_0ε_rR\), kde ε₀ je permitivita vakua a ε_r relativní permitivita daného prostředí. Permitivita vakua je ε₀ ≈ 8,85 ·10^-12 C²·N^-1·m^-2, relativní permitivita vzduchu je ε_r ≈ 1. Na 1 cm poloměru kulového vodiče tedy vychází kapacita přibližně 1 pF.

• Pomůcky

  Dvě různě velké plechovky, izolační podložky, PVC tyč, flanel, spojovací vodič, doutnavka.

  

• Postup

  1. Různě velké plechovky postavíme na izolační podložky a spojíme je vodičem, který půjde snadno sundat (např. vodivou tyčí).

  2. Spojené plechovky nabijeme PVC tyčí.

  3. Opatrně odstraníme vodič tak, abychom plechovky nevybili.

  4. Doutnavkou se postupně dotkneme obou plechovek a porovnáváme intenzitu bliknutí.

• Vzorový výsledek

  Video níže ilustruje možný průběh pokusu.

• Technické poznámky

  • Místo doutnavkou se můžeme plechovek dotknout pouze rukou a porovnávat, od které jsme dostali větší „ránu“.

  • Pro přesné porovnání lze náboj na plechovkách změřit coulombmetrem.

• Komentář

  Experiment je podrobněji popsán v textu L. Dvořák a kol.: Náboje, proudy a elektrické obvody, který vznikl v rámci projektu OPPA.