ana / Multimedya Bir plaka üzerinde elektrik yükü.

Bir plaka üzerinde elektrik yükü.

En yaygın kullanılanlardan bazıları elektronik parçalar Hangi castırıcılar. Ve bu yazıda, nasıl çalıştıklarından ve ne işlerden oluştuklarını anlamalıyız.

İlk önce düşünelim construmor cihazıVe sonra sorunsuz bir şekilde ana tipleri ve özelliklerine ve şarj etme / deşarj işlemlerine geçiyoruz. Gördüğünüz gibi, bugün birçok ilginç anı okumak zorundayız 😉

Böylece, en basit kondansatör, birbirlerine paralel olarak bulunan ve bir dielektrik katmanla ayrılan iki düz iletken plakadır. Ayrıca, plakalar arasındaki mesafe, aslında, plakaların boyutlarından daha küçük olmalıdır:

Böyle bir cihaz denir düz kondenserve plakalar - kırpılmış kondenser. Burada, zaten yüklü kondansatör (şarj işleminin kendisi biraz daha sonra okuyor), yani belirli bir ücrete odaklanan plakalarda olduğunu düşündüğümüzü netleştirmeye değer. Dahası, en büyük ilgi, kondenser plakalarının ücretleri modül tarafından aynı olduğunda ve işaretin karşısındaki (Şekilde olduğu gibi) olduğu durumdur.

Plakalar yüke odaklandıktan sonra, programımızdaki oklarla tasvir edilen elektrik alanı aralarında ortaya çıkar. Düz bir kapasitörün alanı esas olarak plakalar arasında konsantre edilir, ancak çevredeki alanda da saçılma alanı olarak adlandırılan bir elektrik alanı oluşur. Çok sık, ihmal edilen görevlerde etkisi, ama onu unutmaya değmez 🙂

Bu alanın büyüklüğünü belirlemek için, düz bir kapasitörün başka bir şematik görüntüsünü göz önünde bulundurun:

Kapasitör plakalarının her biri ayrı ayrı bir elektrik alanı oluşturur:

Düzgün bir şekilde yüklü bir plakanın alan gücü için ifade aşağıdaki gibidir:

İşte yüzeysel yük yoğunluğu:. A - Kondenser plakaları arasında bulunan bir dielektrikin dielektrik geçirgenliği. Kondenser plakalarının alanından bu yana aynı şeyi, ayrıca şarjın değerini, ardından gerginlik modülleri elektrik alanıbirbirine eşittir:

Ancak vektörlerin yönleri farklıdır - vektör kondansatörünün içinde bir yöne yönlendirilir ve dış tarafa doğru. Böylece, plakaların içinde elde edilen alan aşağıdaki gibi belirlenir:

Ve kondenser dışındaki gerginliğin büyüklüğü ne olacak? Ve her şey basittir - alan plakalarının alanlarının solunda ve sağında birbirlerini telafi eder ve elde edilen gerginlik 0 🙂

Şarj işlemleri ve tahliye kapasitörleri.

Cihazla ilgilendik, şimdi DC kaynağı yoğunlaştırıcıya bağlı ise, ne olacağını anlayacağız. Prensip üzerine elektrik devreleri Kondenser aşağıdaki gibi gösterilir:

Bu nedenle, kapasitör plakalarını DC kaynağının kutuplarına bağladık. Ne olacak?

İlk kaplamadan ücretsiz elektronlar kondansatör Kaynağın pozitif havuzuna, negatif yüklü parçacıkların eksikliğinin kaplamada ortaya çıkacağı ve pozitif olarak şarj edilecektir. Aynı zamanda, akım kaynağının negatif kutbundan elektronlar ikinci kondenser kapağına geçecektir, bunun bir sonucu olarak, aşırı elektronların üzerinde ortaya çıkacağı, oblastı olumsuz olarak tahsil edilecektir. Böylece, kapasitörün plakalarında, farklı işaret ücretleri oluşur (sadece bu durum, makalenin birinci bölümünde de düşündük), bu da tanımlanmış kapasitör plakaları arasında yaratacak bir elektrik alanının görünümüne yol açar. Şarj işlemi bu potansiyel farkın akım kaynağının voltajına eşit hale gelinceye kadar devam edecektir, sonra şarj işlemi sona erecek ve elektronların zincir tarafından hareketi durur.

Kaynak bağlantısı kesildiğinde, kapasitör birikmiş masrafları uzun süre kaydedebilir. Buna göre, yüklü kondenser bir elektrik enerjisi kaynağıdır, bu da dış zincire enerji verebileceği anlamına gelir. En basit zinciri oluşturalım, sadece kondansatörün plakalarını birbirleriyle bağlayarak:

Bu durumda, zincir akmaya başlayacak kondenser deşarj akımıElektronlar pozitif olarak negatif yüklü bir ekle hareket etmeye başlayacaktır. Sonuç olarak, kondenserdeki voltaj (plakalar arasındaki potansiyel farklılık) azalmaya başlayacaktır. Bu işlem, kapasitör plakalarının ücretlerinin sırasıyla birbirine eşit olduğunda, plakalar arasındaki elektrik alanının kaybolması ve akım devreyi durduracağı anda sona erecektir. Bu, kapasitörün deşarjının gerçekleştiği, bunun sonucunda dış zincirin tümü birikmiş enerjiye verir.

Gördüğünüz gibi, burada karmaşık bir şey yok.

Kondenser'in kapasitesi ve enerjisi.

En önemli özellik, kondansatörün elektriksel kapasitansıdır - iletkenlerden birinin kapasitörünün sorumluluğunun, iletkenler arasındaki potansiyel farkına oranı olarak tanımlanan fiziksel değerdir:

Konteyner Pharands'ta değişir, ancak 1 F değeri oldukça büyüktür, böylece kapasitörler en sık mikroitrelerde (ICF), nanoforades (NF) ve picofarades (PF) ölçülür.

Ve gerginliği hesaplamak için formülü zaten getirdiğimiz için, kondenser üzerindeki voltajı aşağıdaki gibi ifade edelim:

Burada, kondansatörün plakaları ile kondansatörün sorumlusu arasındaki mesafeye sahibiz. Bu formülü, kapasitörün kapasitansının ifadesinde değiştiriyoruz:

Hava dielektrik olarak görünürse, daha sonra değiştirebileceğiniz tüm formüllerde

Kondansatörün depolanan enerjisi için, aşağıdaki ifadeler geçerlidir:

Kapasiteye ek olarak, kapasitörler başka bir parametre ile, yani dielektriklerine dayanabilecek voltajın büyüklüğü ile karakterize edilir. Çok büyük voltaj değerleri ile, dielektrik elektronlar atomlardan ayrılır ve dielektrik akımı gerçekleştirmeye başlar. Bu fenomen bir kapasitörün arızası denir ve kaplamanın bir sonucu olarak birbirleriyle kapanır. Aslında, kapasitörlerle çalışırken sıklıkla kullanılan karakteristik bir döküm voltajı değildir, ancak çalışma voltajı, kapasitörün uzun süre boyunca süresiz olarak çalışabileceği bir voltaj değeri olduğu ve arıza olmamasıdır.

Genel olarak, bugünkü kapasitörlerin temel özelliklerini, cihazlarının ve özelliklerinin temel özelliklerini gözden geçirdik, böylece bu konuda makalede ve bir sonraki kişinin kondansatörler için çeşitli seçenekleri tartışacağız, bu yüzden sitemize tekrar gelin!

Bildiğiniz gibi, enerji olan yüklü gövdelerin etrafında elektrikli bir alan var.

Masraflar ve elektrikli alan enerjisini biriktirmek mümkün müdür? Suçlamaları biriktirmenize izin veren bir cihaz kapasitör (Lat. Kondensare - Yoğuşma). En basit düz kondansatör, üzerinde bulunan iki aynı metal plakadan oluşur - kısa bir mesafe Birbirinden ve bir dielektrik tabakası ile ayrılmış, örneğin, hava (Şekil 83). Dielektrikin kalınlığı, plakaların boyutuna kıyasla küçüktür.

İncir. 83. En basit kondansatör ve şemadaki isyanı

Kapasitörün suçlamaların biriktirme yeteneğinin yeteneğini göstereceğiz. Bunun için, iki metal plaka elektrofor makinesinin farklı kutuplarına bağlanır (Şek. 84). Plakalar aynı modülü alacak, ancak ücretlerin belirtisi ile farklı olacaktır. Bir elektrik alanı olacak. Kapasitörün elektrik alanı pratik olarak kondenser içindeki plakalar arasında odaklanır.

İncir. 84. Kapasitörün elektro formundan şarj etmek

Plakalardaki elektrofor masraflarını kapattıktan ve aralarındaki elektrik alanı kaydedildikten sonra kaydedilir.

Yüklü kondansatörün istiflenmesi iletkeni bağlamak, daha sonra iletken bir süre akımı geçecektir. Böylece, yüklü kondenser bir akım kaynağıdır.

Dielektrik, kondansatörler birkaç türdür: katı, sıvı ve gaz halindeki dielektrik ile. Katlar formunda ayırt edilirler: düz, silindirik, küresel vb. (Şekil 85).

İncir. 85. farklı şekiller kondansatörler

Kondenser'in elektrik yükleri biriktirmesi özellikleri karakterizedir. elektrikveya veya tank. Bu fiziksel değerin ne olduğuna karar vermek için deneyime dönüşürüz.

İki metal plaka, yalıtmada takviyeli birbirlerine paralel olarak desteklenir, bir elektrometre ile bağlanın. Plakalardan biri elektrometreye bir çubukla, başka bir yere, cihaz gövdesi ile bağlanır (Şekil 86, A). Elektrik topu A plakasının dış tarafı tarafından dokunulur, böylece pozitif şarj + q. Elektrik alanının etkisi altında, plaka ve plakadaki şarjların yeniden tahsis edilmesinde: Negatif yükler plakanın içine yerleştirilecektir. Serbest elektronlar, V tabağının dışındaki pozitif yüklerin dış tarafındaki pozitif yükleri nötralize etmek için yerden gelecektir. Böylece, plaka üzerinde olumsuz şarj -Q.

İncir. 86. Kapasitör kapasitesinin alandan bağımlılığı, plakalar arasındaki mesafe, plakalar arasındaki dielektrik

Elektrometre ok sıfır konumdan sapacaktır. Aynı şarjlı topların yardımı ile, şarj kondansatörünü sürekli kısımlara eşit şekilde aktarmaya devam ediyoruz. Sırasıyla 2, 3, 4 kat, 2, 3, 4 kez artan şarj ile, elektrometrenin göstergelerinin artması, yani kapasitör plakaları arasındaki voltaj artacaktır. Ayrıca, şarjın oranı gerilime kalıcı kalacaktır:

Kapasitörün plakalarından birinin plakalar arasındaki voltaja kadar olan şarj oranı ile ölçülen değer, kapasitörün güç kapasitesi denir.

Kondansatörün güç tüketimi, formül tarafından hesaplanır:

Ünite (F), SI'de kapasite birimi başına kabul edilir, isim Michael Faraday'ın İngilizce fiziğinin onuruna verilir. Kapasitörün güç tüketimi, 1CR'nin şarjı 1b'nin şarjı oluşursa birine eşittir.

1 F çok büyük bir kapasitedir, bu nedenle pratikte mikrofarad (ICF) ve picophaderad (PF) kullanılır.

1 μf \u003d 10 -6 f; 1 pf \u003d 10 -12 F.

Akrabazın kapasitansının ne olduğuna bağlı olarak atın. Bunu yapmak için, geniş bir alana sahip plakalı bir kapasitör alın (Şek. 86, B). Deneyimi tekrarlıyoruz. Şarj oranı voltaja ve bu durumda kalıcı kalır

ancak şarjın gerginliğe oranı şimdi ilk deneyimden daha büyük, yani C1\u003e S. Plakaların alanı ne kadar büyükse, kapasitör kapasitesi o kadar büyükse.

Bir kez daha ilk deneyimi yapacağım, ancak şimdi plakalar arasındaki mesafeyi değiştireceğiz (Şekil 86, C). Plakalar arasındaki mesafedeki bir düşüşle, aralarındaki voltaj azalır. Kondansatör kapasitesinin değişmemiş şarjı ile kapasitör plakaları arasındaki mesafedeki bir düşüşle artar.

Başka bir deneyim yapacağız. Kondenser A plakalarını A ve birbirinden bir mesafede takıyoruz. Plaka ve şarj. Hava plakalar arasına yerleştirildiğinde elektrokmanın tanıklığını not edin. Plakalar arasında pleksiglaslardan veya başka bir dielektrikten (Şekil 86, G) bir levha yerleştirin. Plakalar arasındaki voltajın azalacağını unutmayız. Sonuç olarak, kapasitörün kapasitansı, sunulan dielektrik özelliklerine bağlıdır.

Kondansatörün dielektrik kapasitansını arttırırken artar.

Herhangi bir şarj edilmiş gövde gibi kondenser, enerji vardır. Deneyim kontrol et. Bir kapasitör şarj edin ve bir ampul bağlayın. Ampul parlak bir şekilde alevler. Bu, yüklü kondansatörün enerji olduğunu göstermektedir. Kondenser enerjisi, lambanın ve tellerin filamentinin iç enerjisine dönüşür. Kondansatörü şarj etmek için, pozitif ve negatif ücretlerin ayrılması konusunda çalışmak gerekliydi. Enerjinin korunumu yasası uyarınca, mükemmel iş A kondenser e enerjisine eşittir, yani.

e, kondenserin enerjisidir.

Kondansatörün elektrik alanının yaptığı çalışma, formül tarafından bulunabilir:

uSC'nin ortalama voltaj değeri olduğu yer.

Deşarj işleminde olduğu için voltaj sabit kalmaz, ortalama voltaj değerini bulmak gerekir:

USR \u003d U / 2; Sonra a \u003d qu cp \u003d qu / 2,
q \u003d CU'dan beri A \u003d Cu 2/2.

Böylece, kapasitenin C kapasitansı ile güçlenmesi eşit olacaktır:

Kapasitörler uzun süredir enerji biriktirebilir ve boşaldıklarında neredeyse anında verirler. Kondansatörün özellikleri biriktirin ve hızlı bir şekilde elektrik enerjisi verir. Elektrikte yaygın olarak kullanılır. elektronik aletler, tıbbi ekipmanlarda (X-ışını makineleri, elektroterapi cihazları), dozimetrelerin imalatında, hava fotoğrafçılığı.

Sorular

Kondansatörler nelerdir?
Kapasitörün elektrostilansını hangi karakterize eder?
Si'deki elektrik birimi başına ne alınır?
Kapasitörün gücüne ne bağlıdır?

Egzersiz 38.

Düz bir kapasitörün plakaları, 220 V'da bir voltaj kaynağına bağlanır. Kondansatörün kapasitansı 1.5 10 -4 μF'dir. Kondenser'in sorumluluğu ne olacak?
Düzlem kapasitesinin şarjı 2.7 10 -2 CL, kapasitesi 0.01 μF'dir. Kapasitör plakaları arasındaki voltajı bulun.

Görev

İnterneti kullanarak, ilk kondansatörün nasıl düzenlendiğini bulmak - Leiden Bank. Bunu yapmak.
Kondenserin tarihi hakkında bir konuşma hazırlayın.

1. 250V. 2. 55V. 3. 10V. 4. 45V.

Soru 2.

Düşük basınçlarda bir gaz tüpünde ortaya çıkan kategori nedir?

1. Ark. 2. Küçük. 3. Sparkov. 4. Taç. 5. Plazma.

Soru 3.

Isıtmalı metal katotlu elektron yayan işleminin adı nedir?

1. Elektroliz. 2. Elektrolitik ayrışma.

3. Termoelektronik emisyon. 4. Darbe iyonizasyonu.

Soru 4.

Bir iletken içindeki EMF indüksiyonuna eşit olan 2 m uzunluğunda bir manyetik alanda hareket eden bir iletken

B \u003d Manyetik indüksiyon çizgileri boyunca 5 m / s hızda 10 TL.

1. 0b. 2. 10 V. 3. 50 V 4. 100 V.

Soru 6.

Bobinin endüktansını belirlemek için, elektrik akımı kuvvet 5 A ile üzerine geçirilirse, 100 WB'nin manyetik akışı bobinin yakınında ortaya çıkar.

1. 4 gg. 2. 5 GN. 3. 20 gg. 4. 100 GN.

Soru 7.

Enerji eşittir manyetik alan L \u003d 200 MP'li bobinler 5A'ya eşit akımın gücünde mi?

1. 0.025 J. 2. 0.25 J. 3.5 J. 4. 25 J.

Soru 9.

Çerçeve, uçlarında manyetik alanda döndüğünde, bir EDC, zaman içinde kanunla değiştirilir: e \u003d 10 SIN 8 T. Denklemdeki tüm değerler SI sisteminde verilirse EDF'nin maksimum değeri nedir?

1. 4 V. 2. 5 V. 3. 8 V. 4. 10 V.

Soru 10.

Zincirin arsa üzerindeki voltajın aktif değeri alternatif akım 100 V. bu alandaki genlik voltaj değerine yaklaşık olarak ne kadar eşittir?

1. 100 V. 2. Yaklaşık 142 V. 3. 200 V. 4. Yaklaşık 284 V.

Soru 11.

Salınım devresi bağlıdır: AC kaynağı. Bu salınım devresinde hangi koşuldan kaynaklanıyor?

1. AC kaynağının frekansı, kendi sıklığından daha az ise

2. AC kaynağının frekansı, kendi salınımların sıklığına eşitse

salınım devresi.

3. AC kaynağının frekansı, kendi sıklığından daha büyükse

salınım devresinin salınımları.

Soru 12.

Fiziksel fenomen, transformatörün ilkesine dayanır?

1. Hareketli bir manyetik alanın oluşturulması üzerine elektrik yükleri.

2. Elektrikli ücretlerin hareketli bir elektrik alanının oluşturulması üzerine.

3. Elektromanyetik indüksiyon fenomeninde.

Soru 13.

Vortex elektrik alanının yoğunluğunun çizgileri, manyetik alanı artırırken ne olacak?

Soru 14.

Vibratörlerin aktarılması ve alma, hertz karşılıklı olarak diktir. Alıcı vibratörde herhangi bir salınım var mı?

1.de, çok güçlü. 2. Evet, ama zayıf. 3. ortaya çıkmayacak.

Soru 15.

Alıcı A. S. Popova'da hangi cihazın elektromanyetik dalgaların hassas bir göstergesi olarak hizmet vermektedir?

1. Anten. 2. TOHITER. 3. Elektromagnet.

4. Topraklama. 5. Bobin. 6. Power Pil.

Soru 16.

Çapa ile jeneratörün indükleyicisi arasındaki hava boşluğu neden mümkün olduğunca daha küçük hale getirmeye çalışıyor?

1. Jeneratörün boyutunu azaltmak için.

2. Manyetik alanın saçılımını arttırmak.

3. Manyetik alanın saçılımını azaltmak için.

Soru 17.

Listelenen emisyonlardan hangisi en düşük frekansa sahiptir?

1. Ultraviyole ışınları. 2. Kızılötesi ışınları.

3. Görünür Işık. 4. Radyo dalgaları.

Soru 19.

Dedektör radyo, dalga üzerinde çalışan bir radyo istasyonundan sinyaller alır.

30 m. Radyonun osilasyon devresindeki salınımların sıklığı nedir?

1.10 ^ -7 Hz. 2.10 ^ 7 Hz. 3. 9 * 10 ^ 9 Hz.

Soru 20.

Hangi radyo dalgaları, verici radyo istasyonunun yeterli gücü ile en güvenilir radyo iletişimini veriyor?

1. Uzun dalgalar. 2. Orta dalgalar. 3. Mısır dalgaları. 4. Ultrashort dalgaları.

1. İletken boyunca 10 dakika boyunca elektrik akışının 3000 hücresinin şarjı hakkında. Explorer'daki akımı belirleyin.

2. Zincir direnci 24 ohm ise, voltaj (127 V) voltajındaki akım gücünü belirleyin.

3. Şemayı tasarlayın elektrik zincirisırayla bağlı bir akım kaynağı, akkor lambalar, iki direnç ve bir anahtardan oluşur. Lambadaki voltajı ölçmek için bu zincirdeki bir voltmetre nasıl etkinleştirilir?

4. İletkenin uçlarındaki voltajı, spesifik direnci, uzunluğu 3m ise, kesiti 0.05 mm2 (kare içinde) ve akım ise, 0.1 ohm * mm2 (kare içinde) / m olan voltajı belirleyin. 0,5 A'daki akım

bana yardım et lütfen

1. Yüksek hızlı asansör tartı 15.7 kN Hızda yükselir 1 m / s. Elektrik motorunu hangi güç tüketir, hareket asansörüne neden olur? Voltaj çevrimiçi ise mevcut gücü belirleyin 220 B.ve KPD. Motor 92 ?

2. Resimlerde.

3. Isı miktarı gerilim altında çalışan bir ısıtıcı tahsis eder 120 B.Eğer unsurları nikeline uzunluğunda yapılırsa 50 M. ve kesit 0.6 mm ^ 2 başına 20 dakika iş?