Презентація на тему створення конденсатора. Види конденсаторів. Електроємність вимірюється в Фарада (Ф)

МАОУ Гімназія №1

Презентація з фізики в 10 кл

«Конденсатори»

Вчитель фізики

I кваліфікаційної категорії

Білогірськ Амурська область

Клименко Олена Миколаївна Учитель фізики Презентація на тему «Лінзи» 11 клас Муніципальне загальноосвітній заклад середня загальноосвітня школа з поглибленим вивченням окремих предметів №1 Білогірськ Амурська область

КОНДЕНСАТОР - два провідника (обкладання), розділених шаром діелектрика, товщина якого мала в порівнянні з розмірами провідників.

С- електроємність (здатність двох провідників накопичувати електричний заряд).

З \u003d q / U q- заряд, U- напруга

В СІ електроємність вимірюється в Ф (фарад), 1Ф \u003d 1 Кл / В

електроємність конденсатора залежить від:

• відстані між пластинами -d (м),
• площі пластин -S (м),
• від роду діелектрика - ε (діелектрична проникність середовища).

C \u003d εέS / d

έ - електрична постійна

По виду діелектрика конденсатори розрізняють на:

• вакуумні
• газоподібні
• рідкі
• скляні
• слюдяні
• керамічні
• паперові
• електролітичні
• Оксидно-напівпровідникові

Способи з'єднання конденсаторів:

• послідовне

2) паралельне

Конденсатори розрізняють по можливості зміни своєї ємності :

• постійні конденсатори - ємність не змінюється
• змінні конденсатори - ємність змінюється в процесі функціонування апаратури
• конденсатори підлаштування - ємність змінюється при разової або періодичної регулюванню і не змінюється в процесі роботи апаратури

Енергія зарядженого конденсатора визначається за формулою:

Сі: [W] \u003d Дж

Назва

ємність

плоский конденсатор

схема

циліндричний конденсатор

сферичний конденсатор

застосування конденсаторів :

• Конденсатори (спільно з котушками індуктивності і / або резисторами) Використовуються для побудови різних ланцюгів з частотно-залежними властивостями, зокрема, фільтрів , ланцюгів зворотнього зв'язку , коливальних контурів і т.п.
• При швидкому розряді конденсатора можна отримати імпульс великої потужності, наприклад, в фотоспалах , електромагнітних прискорювачах , імпульсних лазерах з оптичним накачуванням , генераторах Маркса, (ГІН; ГИТ) , генераторах Кокрофта-Уолтона і т.п.
• Так як конденсатор здатний тривалий час зберігати заряд, то його можна використовувати в якості елемента пам'яті або пристрої зберігання електричної енергії.
• Вимірювача рівня рідини. Непроводящая рідина, заповнює простір між обкладинками конденсатора, і ємність конденсатора змінюється в залежності від рівня
• Вимірювальний перетворювач (ІП) вологості повітря, деревини (зміна складу діелектрика приводить до зміни ємності).
• Конденсатори здатні накопичувати великий заряд і створювати велику напруженість на обкладинках, яка використовується для прискорення заряджених частинок або для створення короткочасних потужних електричних розрядів

Джерела літератури:

1.Справочнік з фізики. Х.Кухлінг., Москва «Світ», 1983.

2.Учебнік з фізики 10 кл.Г.Я.Мякішев. , Б.Б.Буховцев., Н.Н.Сотскій.2004.

Cлайд 1

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

Cлайд 7

Пітер ван Мушенбрук ()

Що таке конденсатор? Конденсатор (від лат. Condense «ущільнювати», «згущувати») двухполюсник з певним значенням ємності і малої омічний провідність; пристрій для накопичення енергії електричного поля. Конденсатор є пасивним електронним компонентом. Зазвичай складається з двох електродів у формі пластин (званих обкладинками), розділених діелектриком, товщина якого мала в порівнянні з розмірами обкладок.лат.двухполюснікёмкостіпроводімостью діелектриком

Властивості конденсатора Конденсатор в ланцюзі постійного струму може проводити струм в момент включення його в ланцюг (відбувається заряд або перезаряд конденсатора), після закінчення перехідного процесу струм через конденсатор НЕ тече, так як його обкладки розділені діелектриком. У ланцюзі же змінного струму він проводить коливання змінного струму за допомогою циклічної перезарядки конденсатора, замикаючись так званим струмом смещеніяцепі постійного струму змінного токатоком зміщення

У термінах методу комплексних амплітуд конденсатор має комплексний импедансом: методу комплексних амплітуд импедансом Резонансна частота конденсатора дорівнює: Резонансна частота При конденсатор в колі змінного струму поводиться як котушка індуктивності. Отже, конденсатор доцільно використовувати лише на частотах, на яких його опір носить ємнісний характер. Зазвичай максимальна робоча частота конденсатора приблизно в 23 рази нижче резонанснойкатушка індуктивності

Основні параметри. Ємність Основною характеристикою конденсатора є його ємність, що характеризує здатність конденсатора накопичувати електричний заряд. В позначенні конденсатора фігурує значення номінальної ємності, в той час як реальна ємність може значно змінюватися в залежності від багатьох факторів. Реальна ємність конденсатора визначає його електричні властивості. Так, за визначенням ємності, заряд на обкладанні пропорційний напрузі між обкладинками (q \u003d CU). Типові значення ємності конденсаторів складають від одиниць пикофарад до сотень микрофарад. Однак існують конденсатори з ємністю до десятків фарад. yoмкостьелектріческій зарядзаряд напряженіюфарад Ємність плоского конденсатора, що складається з двох паралельних металевих пластин площею кожна, розташованих на відстані d одна від одної, в системі СІ виражається формулойСІ

Для отримання великих ємностей конденсатори з'єднують паралельно. При цьому напруга між обкладками всіх конденсаторів однаково. Загальна ємність батареї паралельно з'єднаних конденсаторів дорівнює сумі ємностей всіх конденсаторів, що входять в батарею. Якщо у всіх паралельно з'єднаних конденсаторів відстань між обкладинками та властивості діелектрика однакові, то ці конденсатори можна уявити як один великий конденсатор, розділений на фрагменти меншої площі. При послідовному з'єднанні конденсаторів заряди усіх конденсаторів однакові, так як від джерела живлення вони надходять тільки на зовнішні електроди, а на внутрішніх електродах вони виходять тільки за рахунок поділу зарядів, раніше нейтралізувати один одного. Загальна ємність батареї послідовно з'єднаних конденсаторів дорівнює

Питома ємність. Конденсатори також характеризуються питомою ємністю ставленням ємності до обсягу (або масі) діелектрика. Максимальне значення питомої ємності досягається при мінімальній товщині діелектрика, однак при цьому зменшується його напруга пробою.

Щільність енергії Щільність енергії електролітичного конденсатора залежить від конструктивного виконання. Максимальна щільність досягається у великих конденсаторів, де маса корпусу невелика в порівнянні з масою обкладок і електроліту. Наприклад, у конденсатора EPCOS B4345 ємністю мкФ x 450 В і масою 1.9кг щільність енергії становить 639Дж / кг або 845Дж / л. Особливо важливий цей параметр при використанні конденсатора в якості накопичувача енергії, з подальшим миттєвим її вивільненням, наприклад, в гарматі Гауссапушке Гаусса

Номінальна напруга Інший, не менш важливою характеристикою конденсаторів є номінальна напруга значення напруги, позначене на конденсаторі, при якому він може працювати в заданих умовах протягом терміну служби зі збереженням параметрів в допустимих межах. Номінальна напруга залежить від конструкції конденсатора і властивостей застосовуваних матеріалів. При експлуатації напруга на конденсаторі не повинно перевищувати номінального. Для багатьох типів конденсаторів із збільшенням температури допустима напруга знижується, що пов'язано зі збільшенням теплової швидкості руху носіїв заряду і, відповідно, зниження вимог для освіти електричного пробоя.температурискоростіносітелей заряду

Полярність Багато конденсатори з оксидним діелектриком (електролітичні) функціонують тільки при коректної полярності напруги через хімічних особливостей взаємодії електроліту з діелектриком. При зворотній полярності напруги електролітичні конденсатори зазвичай виходять з ладу через хімічне руйнування діелектрика з подальшим збільшенням струму, скипанням електроліту всередині і, як наслідок, з імовірністю вибуху корпуса.електролітіческіе електролітавзрива

В даний час широко застосовуються паперові конденсатори для напружень в кілька сот вольт і ємністю в кілька мікрофарад. У таких конденсаторах обкладинками служать дві довгі стрічки тонкої металевої фольги, а ізолюючої прокладкою між ними - дещо ширша паперова стрічка, просочена парафіном. Паперовою стрічкою покривається одна з обкладок, потім стрічки туго згортаються в рулон і укладаються в спеціальний корпус. Такий конденсатор, маючи розміри сірникової коробки, володіє ємністю 10мкФ (металева куля такої ємності мав би радіус 90км).

У радіотехніці застосовуються слюдяні конденсатори невеликої ємності (від десятків до десятків тисяч пикофарад). У них листки станіолю прокладаються слюдою так, що всі непарні листки станіолю, з'єднані разом, утворюють одну обкладку конденсатора, тоді як парні листки утворюють іншу обкладку. Зовнішній вигляд і окремі частини такого конденсатора показані на малюнку. Ці конденсатори можуть працювати при напрузі від сотень до тисяч вольт.

Останнім часом слюдяні конденсатори в радіотехніці почали замінювати керамічними. Діелектриком в них служить спеціальна кераміка. Обкладки керамічних конденсаторів виготовляються у вигляді шару срібла, нанесеного на поверхню кераміки і захищеного шаром лаку. Керамічні конденсатори виготовляються на ємності про одиниць до сотень пикофарад і на напруги від сотень до тисяч вольт.

Широке поширення отримали так звані електролітичні конденсатори, діелектриком в яких служить найтонший окисний шар на поверхні алюмінію або танталу, що знаходиться в контакті зі спеціальним електролітом. Ці конденсатори мають велику ємність (до декількох тисяч микрофарад) при невеликих розмірах.

Часто використовуються конденсатори змінної ємності з повітряним або твердим діелектриком. Вони складаються з двох систем металевих пластин, ізольованих одна від одної. Одна система пластин нерухома, друга може обертатися навколо осі. Обертаючи рухливу систему, плавно змінюють ємність конденсатора.