Презентация на тему конденсаторы. История создания. их взаимного расположения

«Конденсаторы. Электроемкость »

Цель: Сформировать представление о конденсаторе, об электроёмкости конденсатора, ввести единицу измерения электроёмкости, рассмотреть зависимость ёмкости конденсатора от его геометрической конструкции.

1 . Закон Кулона: 2. Силовая характеристика поля – это… 3 . Напряженность можно найти по формуле: 4. Напряженность поля точечного заряда: 5. Напряжённость поля плоскости: 6. За направление напряженности принимают… 7 . Энергетическая характеристика поля – это … 8. Дайте характеристику Повторим…

Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Конденсатор

Обозначение конденсатора в электрической схеме. - + + + + + - - - - Е - q + q

Если двум изолированным друг от друга проводникам сообщить заряды q 1 и q 2 , то между ними возникает некоторая разность потенциалов Δφ , зависящая от величин зарядов и геометрии проводников. Разность потенциалов Δφ между двумя точками в электрическом поле часто называют напряжением и обозначают буквой U . Наибольший практический интерес представляет случай, когда заряды проводников одинаковы по модулю и противоположны по знаку: q 1 = – q 2 = q . В этом случае можно ввести понятие электрической емкости.

Электроемкость конденсатора равна где q – заряд положительной обкладки, U – напряжение между обкладками. Электроемкость конденсатора зависит от его геометрической конструкции и электрической проницаемости заполняющего его диэлектрика и не зависит от заряда обкладок.

Согласно принципу суперпозиции, напряженность поля, создаваемого обеими пластинами, равна сумме напряженностей и полей каждой из пластин:

Вне пластин вектора и направлены в разные стороны, и поэтому E = 0. Поверхностная плотность σ заряда пластин равна q / S , где q – заряд, а S – площадь каждой пластины. Разность потенциалов Δφ между пластинами в однородном электрическом поле равна Ed , где d – расстояние между пластинами. Из этих соотношений можно получить формулу для электроемкости плоского конденсатора, где ε o =8,85·10 -12 Ф / м – электрическая постоянная.

Таким образом, электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин (обкладок) и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в ε раз:

Конденсаторы могут соединяться между собой, образуя батареи конденсаторов. При параллельном соединении конденсаторов (рисунок №3) напряжения на конденсаторах одинаковы: U 1 = U 2 = U , а заряды равны q 1 = С 1 U и q 2 = С 2 U . Такую систему можно рассматривать как единый конденсатор электроемкости C , заряженный зарядом q = q 1 + q 2 при напряжении между обкладками равном U . Отсюда следует

Таким образом, при параллельном соединении электроемкости складываются. Параллельное соединение конденсаторов. C = C 1 + C 2. Последовательное соединение конденсаторов. .

При последовательном соединении (рисунок 4) одинаковыми оказываются заряды обоих конденсаторов: q 1 = q 2 = q , а напряжения на них равны и Такую систему можно рассматривать как единый конденсатор, заряженный зарядом q при напряжении между обкладками U = U 1 + U 2 . Следовательно,

Типы конденсаторов

Применение конденсаторов Виды конденсаторов: - воздушный, - бумажный, - слюдяной, - электростатический. Назначение: Накапливать на короткое время заряд или энергию для быстрого изменения потенциала. Не пропускать постоянный ток. В радиотехнике – колебательный контур, выпрямитель. Применение в фототехнике.

Конденсаторы переменной ёмкости с воздушным или твёрдым диэлектриком Часто используются конденсаторы переменной емкости с воздушным или твёрдым диэлектриком. Они состоят из двух систем металлических пластин, изолированных друг от друга. Одна система пластин неподвижна, вторая может вращаться вокруг оси. Вращая подвижную систему, плавно изменяют ёмкость конденсатора.

ЗакрепленЗЗие. Для чего предназначены конденсаторы? Как устроен конденсатор? Для чего пространство между обкладками конденсатора заполняют диэлектриками? Чему равна электроемкость заряженного конденсатора? От чего зависит электроемкость? Закрепление.

Расстояние между пластинами квадратного плоского конденсатора со стороной 20см равно 1мм. Какова разность потенциалов между пластинами, если заряд конденсатора 2 нКл. задача

: Решение:

Итог урока: Что нового, интересного узнали сегодня на уроке? Чему учились?

Домашнее задание: § 99, 100 Упр. 18

9 класс 5klass.net

Слайд 2

Цель урока:

Сформировать понятие электроемкости; Ввести новую характеристику – электроемкость конденсатора, и ее единицу измерения. Рассмотреть виды конденсаторов и где они применяются

Слайд 3

Повторим… 1 вариант 1) Кем и когда была создана теория электромагнитного поля и в чем заключается ее суть. 2) Перечислите виды электромагнитных волн. Инфракрасное излучение, его свойства и влияние на организм человека. 2 вариант 1) Что называют электромагнитной волной?. Какими основными свойствами обладает электромагнитная волна? 2) Перечислите виды электромагнитных волн. Рентгенвоское излучение, его свойства и влияние на организм человека.

Слайд 4

Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Электроемкость конденсатора равна где q – заряд положительной обкладки, U – напряжение между обкладками. Электроемкость конденсатора зависит от его геометрической конструкции и электрической проницаемости заполняющего его диэлектрика и не зависит от заряда обкладок. Конденсатор

Слайд 5

Электроёмкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним. Единица измерения ёмкости – фарад – [ Ф ] Это надо знать:

Слайд 6

Электроемкость плоского конденсатора равна где S– площадь каждой из обкладок, d– расстояние между ними, ε – диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками. При этом предполагается, что геометрические размеры пластин велики по сравнению с расстоянием между ними. Запомните, что…

Слайд 7

Энергия конденсатора

W = qU/2 W=q2 /2C U

Слайд 8

Типы конденсаторов

Слайд 9

В настоящее время широко применяются бумажные конденсаторы для напряжений в несколько сот вольт и ёмкостью в несколько микрофарад. В таких конденсаторах обкладками служат две длинные ленты тонкой металлической фольги, а изолирующей прокладкой между ними – несколько более широкая бумажная лента, пропитанная парафином. Бумажной лентой покрывается одна из обкладок, затем ленты туго свёртываются в рулон и укладываются в специальный корпус. Такой конденсатор, имея размеры спичечного коробка, обладает ёмкостью 10мкФ (металлический шар такой ёмкости имел бы радиус 90км). Бумажный конденсатор

Слайд 10

Керамический конденсатор В радиотехнике применяют керамические конденсаторы. Диэлектриком в них служит специальная керамика. Обкладки керамических конденсаторов изготавливаются в виде слоя серебра, нанесённого на поверхность керамики и защищённого слоем лака. Керамические конденсаторы изготавливаются на ёмкости о единиц до сотен пикофарад и на напряжения от сотен до тысяч вольт.

Слайд 11

Конденсатор переменной емкости.

Запишите устройство конденсатора

Слайд 12

Запишите какова их электроемкость.

Слайд 13

ПРИМЕНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ

  • Слайд 14

    Какова электроемкость конденсатора, если заряд конденсатора 10 нКл, а разность потенциалов 20 кВ. А теперь задача…

    Слайд 15

    Конденсатору емкостью 10 мкФ сообщили заряд 4 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора. А теперь задача…

    Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

    «Лицей № 7» г. Бердск

    Конденсаторы

    8 класс

    Учитель физики

    И.В.Торопчина


    Конденсатор

    Конденсатор- это устройство, предназначенное для накопления электрического заряда и энергии электрического поля.


    Конденсатор

    Конденсатор представляет собой два

    проводника (обкладки), разделенных слоем

    диэлектрика, толщина которого мала по

    сравнению с размерами проводников.


    Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора и однородно.

    Заряд конденсатора - это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора.



    - по виду диэлектрика : воздушные,

    слюдяные, керамические,

    электролитические. - по форме обкладок : плоские,

    сферические, цилиндрические. - по величине емкости:

    постоянные, переменные.


    • В зависимости от назначения конденсаторы имеют различное устройство.

    • Обычный технический бумажный конденсатор состоит из двух полосок алюминиевой фольги, изолированных друг от друга и от металлического корпуса бумажными лентами, пропитанными парафином. Полоски и ленты туго свернуты в пакет небольшого размера

    Конденсаторы переменной электроемкости


    Обозначение конденсаторов

    Конденсатор постоянной ёмкости

    Конденсатор переменной ёмкости


    Электроемкость

    Физическая величина, характеризующая способность двух проводников накапливать электрический заряд называется электроёмкостью, или ёмкостью.


    При увеличении заряда в 2, 3, 4 раза соответственно в 2, 3, 4

    раза увеличатся показания электрометра, т. е. увеличится

    напряжение между пластинами конденсатора.

    Отношение заряда к напряжению будет оставаться

    постоянным:


    Электроёмкость конденсатора

    • Величина, измеряемая отношением заряда ( q) одной из пластин конденсатора к напряжению ( U) между пластинами, называется электроёмкостью конденсатора .
    • Электроёмкость конденсатора вычисляется по формуле:

    C = q / U


    Единицы электроемкости

    Электроемкость измеряется в фарадах(Ф)

    [ С ] = 1Ф (фарад)

    Электроемкость двух проводников численно

    равна единице, если при сообщении им зарядов

    +1 Кл и -1 Кл между ними возникает разность

    потенциалов 1В

    1Ф = 1Кл/В


    Единицы электроемкости

    1 мкФ (микрофарад)=10 -6 Ф

    1 нФ (нанофарад)=10 -9 Ф

    1 пФ (пикофарад)=10 -12 Ф



    • Чем больше площадь пластин, тем больше ёмкость конденсатора.
    • При уменьшении расстояния между пластинами конденсатора при неизменном заряде ёмкость конденсатора увеличивается.
    • При внесении диэлектрика ёмкость конденсатора увеличивается.

    Емкость конденсатора зависит от площади пластин, расстояния между пластинами, от свойств внесённого диэлектрика.


    Электроемкость

    от геометрических

    размеров проводников

    Зависит

    от формы проводников и

    их взаимного расположения

    от электрических свойств

    среды между проводниками


    Энергия конденсатора

    • Для того чтобы зарядить конденсатор, нужно совершить работу по разделению положительных и отрицательных зарядов. В соответствии с законом сохранения энергии, совершённая работа А равна энергии конденсатора Е, т. е

    А = Е,

    где Е - энергия конденсатора.

    • Работу электрическое поле конденсатора, можно найти по формуле: А = qU cp ,

    где U ср - это среднее значение напряжения.

    U ср = U/2; тогда А = qU ср = qU/2, так как q = CU, то А = CU 2 /2.

    • Энергия конденсатора ёмкостью С равна:

    W = CU 2 /2


    • Конденсаторы могут длительное время накапливать энергию, а при разрядке они отдают её почти мгновенно.
    • Свойство конденсатора накапливать и быстро отдавать электрическую энергию широко используется в электротехнических и электронных устройствах, в медицинской технике (рентгеновская техника, устройства электротерапии), при изготовлении дозиметров, аэрофотосъёмке.


    • Лампа-вспышка питается электрическим током разрядки конденсатора.
    • Газоразрядные трубки зажигаются при разрядки батареи конденсаторов.
    • Радиотехника .


    Первый конденсатор был изобретен в 1745 г. немецким юристом и учёным Эвальд Юрген фон Клейстом

    Первый конденсатор: одна обкладка-ртуть, другая обкладка- рука экспериментатора, державшая банку.


    • Почти такой же опыт и почти в то же время был поставлен в голландском городе Лейдене профессором университета Питером ван Мушенбруком.
    • Зарядив воду и взяв банку в одну руку, он прикоснулся другой рукой к металлическому стержню, служившему для подвода заряда к воде. При этом Мушенбрук ощутил такой сильный удар в руки, плечи и грудь, что потерял сознание, и два дня приходил в себя.
    • Эксперимент ван Мушенбрука получил большую известность, поэтому конденсатор стал известен как «лейденская банка».

    Домашнее задание

    § 54, Упражнение 38

    Применение конденсаторов

    В радиотехнической и
    телевизионной
    аппаратуре
    В радиолокационной
    технике
    В современной технике конденсаторы
    находят себе исключительно широкое
    и разностороннее применение,
    прежде всего в областях электроники.
    В лазерной технике
    В электроизмерительной
    технике
    В телефонии и
    телеграфии
    В автоматике и
    телемеханике
    В технике счетнорешающих устройств

    1. В радиотехнической и телевизионной аппаратуре –
    для создания колебательных контуров, их настройки,
    блокировки, разделения цепей с различной частотой, в
    фильтрах выпрямителей и т.д.

    2.В радиолокационной технике – для получения
    импульсов большей мощности, формирования
    импульсов и т.д.

    3.В телефонии и телеграфии – для разделения цепей переменного и
    постоянного токов, разделения токов различной частоты,
    искрогашения в контактах, симметрирования кабельных линий и т.д.

    4. В автоматике и телемеханике – для создания
    датчиков на емкостном принципе, разделения цепей
    постоянного и пульсирующего токов, искрогашения в
    контактах, в схемах тиратронных генераторов
    импульсов и т.д.

    5. В технике счетно-решающих устройств – в
    специальных запоминающих устройствах и т.д.

    6. В электроизмерительной технике – для создания
    образцов емкости, получения переменной емкости
    (магазины емкости и лабораторные переменные
    конденсаторы), создания измерительных приборов на
    емкостном принципе и т. д.

    7. В лазерной технике

    В современной электроэнергетике конденсаторы находят себе также
    весьма разнообразное и ответственное применение:
    1.Для улучшения коэффициента мощности и промышленных установок
    (косинусные или шунтовые конденсаторы);
    2.Для продольной емкости компенсации дальних линий передач и для
    регулирования напряжения в распределительных сетях (серийные
    конденсаторы);
    3.Для емкостного отбора энергии от линий передач высокого напряжения и
    для подключения к линиям передач специальной аппаратуры связи и
    защитной аппаратуры (конденсаторы связи);
    4.Для защиты от перенапряжений.

    В
    металлопромыш
    ленности
    В добывающей
    промышленности
    Конденсаторы применяют и в других
    неэлектротехнических областях техники
    и промышленности для следующих
    основных целей
    В
    автотракторной
    технике
    В
    медицинской
    технике

    1. В металлопромышленности - в высокочастотных
    установках для плавки и термической обработки металлов, в
    электроэрозионных (электроискровых) установках, для
    магнитоимпульсной обработки металлов и т.д.

    2. В добывающей промышленности (угольной,
    металлорудной и т.п.) – в рудничном транспорте на
    конденсаторных электровозах нормальной и
    повышенной частоты (бесконтактных), в
    электровзрывных устройствах с использованием
    электрогидравлического эффекта и т.д.

    3. В автотракторной технике – в схемах зажигания для
    искрогашения в контактах и для подавления
    радиопомех

    4. В медицинской технике – в рентгеновской
    аппаратуре, в устройствах электротерапии и т.д.

    • Похожие публикации