Весы Кулона подразумевают
взаимодействие двух заряженных тел. Да, силу взаимодействия можно связать с ёмкостью через энергию. Сила — это производная энергии системы по перемещению, а момент силы — по углу:
F = dE / dx
M = dE / dβ
Если заряды фиксированы (а так же равны и противоположены по знаку как в конденсаторе), то энергия системы будет равна:
E = Q^2 / (2 C)
Откуда получаем для силы и момента силы формулы:
F = -1/2 (Q / C)^2 dC/dx
M = -1/2 (Q / C)^2 dC/dβ
Если же поддерживается постоянным разность потенциалов взаимодействующих тел (через токопроводящие нити подвеса, например), то энергия будет:
E = C U^2 / 2
И формулы чутка упрощаются:
F = 1/2 U^2 dC/dx
M = 1/2 U^2 dC/dβ
Однако, это будет именно что ёмкость
системы двух взаимодействующих тел, другими словами,
взаимная ёмкость двух тел. К их собственным емкостям она не будет иметь никакого отношения.
Если же вы всё-таки хотите экспериментально изменить именно собственную ёмкость тела, то можно подумать над следующим подходом. Необходимо подвесить исследуемое тело в воздухе вдали от всех токопроводящих и электростатически активных предметов (включая землю и стены зданий), подключить тело тонким проводом к генератору переменного синусоидального напряжения, подать напряжение и измерить импеданс (комплексный) получившейся системы. Если собственная ёмкость тела и частота достаточно велики, то емкостная реактивная компонента импеданса будет весьма заметна.
К сожалению, у этого подхода куча проблем, первоочередная из которых — это собственная ёмкость, а также паразитная индуктивность и сопротивление провода, которым осуществляется подключение. Надо будет их измерять и вносить соответствующие поправки. Так же, на высоких частотах может быть заметен эффект излучения, который добавит активную компоненту в импеданс в добавок к уже имеющейся, связанной с сопротивлением провода. Фактически, придётся промерять АЧХ системы без и с изучаемым телом и смотреть, где на ней собственная ёмкость внесла изменения. Гиблое дело, короче. Задача решаема, но она очень сложна.
Последний раз редактировалось
B@R5uk Сб июн 18, 2022 22:27:19, всего редактировалось 1 раз.