Презентация к уроку "Конденсаторы"

Виды конденсаторов

Энергия заряженного конденсатора

Плоский конденсатор

Электроёмкость

Конденсаторы

Что такое электроёмкость?

Электроёмкость это способность проводников накапливать на своей поверхности электрические заряды.

Чем больше площадь проводника, тем больший заряд он способен накопить.

Что такое электроёмкость?

При равных потенциалах двух проводников, наибольший заряд накопит проводник у которого больше площадь поверхности.

Опыт № 1

Что такое электроёмкость?

При равных потенциалах двух проводников, наибольший заряд накопит проводник у которого больше площадь поверхности.

Опыт № 2

Что такое электроёмкость?

Электроёмкость – величина показывающая какой максимальный заряд q способна накопить система из двух близкорасположенных проводников при разности потенциалов между ними U = 1 В.

Единицей измерения электроёмкости в СИ служит 1 Фарад:

q

1 Кл

C = —

1 Ф =

U

1 В

На практике электроёмкость обычно измеряют в мкФ, нФ и пФ.

Изобретение конденсатора

Голландский физик Мушенбрук в 1745 г. изобрел первый конденсатор — «лейденская банка».

При этом он создал первый прообраз его внешней обкладки (в первых опытах в ее качестве использовалась рука экспериментатора, державшего банку). В том же году независимо от него, конденсатор изобрёл немецкий физик Э. Ю. фон Клейст.

4

1

2

1. Стеклянный стакан;

2. Внутренняя обкладка

(оловянная фольга);

3. Внешняя обкладка

(стакан из оловянной

фольги);

4. Стальной стержень

соединенный с внутренней

обкладкой.

3

Питер ван МУШЕНБРУК

1692 – 1761 г.г.

Плоский конденсатор

Устройство состоящее из двух близко расположенных параллельных металлических пластин (обкладок), разделённых слоем диэлектрика.

условное обозначение конденсатора

1 C  — d " width="640"

От чего зависит электроёмкость плоского конденсатора?

Как изменяется напряжение и электроёмкость?

С увеличением расстояния d между пластинами конденсатора, увеличивается и напряжение U между ними.

q

C = —

Т.к.

, где

U

q = const

=

1

C  —

d

C  E " width="640"

От чего зависит электроёмкость плоского конденсатора?

Как изменяется напряжение

и электроёмкость?

С увеличением диэлектрической проницаемости среды E между пластинами конденсатора, уменьшается напряжение U между ними.

q

C = —

Т.к.

, где

U

q = const

=

C  E

C  S " width="640"

От чего зависит электроёмкость плоского конденсатора?

Как изменяется напряжение

и электроёмкость?

С уменьшением площади перекрытия пластин

конденсатора S , увеличивается напряжение U между ними.

S 1

S 2

q

C = —

, где

Т.к.

U

q = const

=

C  S

От чего зависит электроёмкость плоского конденсатора?

Следовательно, электроёмкость конденсатора зависит от расстояния между его обкладками d , площади перекрытия этих обкладок S и диэлектрических свойств среды между ними E .

ES

C  —

d

Коэффициентом пропорциональности, в данной формуле, служит электрическая постоянная E :

0

-12

d

E = 8,85 · 10 Ф/м

0

E ES

C = ——

0

d

- электроёмкость плоского конденсатора

Энергия заряженного конденсатора

Классификация конденсаторов по виду диэлектрика

50 

25V

200 

200 

30 V

2 nF

30 V

100nF

оксидные (электролитические)

керамические

бумажные

воздушные

слюдяные

2,6 nF

50 V

50 

250V

8 nF

1100  F

500 V

13

Устройство «бумажного» конденсатора

10 

250V

внутренняя обкладка (станиоль)

парафинированная бумага

внешняя обкладка (станиоль)

парафинированная бумага

Конденсатор переменной электроёмкости

С

max

С

min

условное обозначение

Внешний вид конденсатора переменной ёмкости

Изменение электроёмкости за счёт изменения площади перекрытия обкладок

Применение конденсаторов

Конденсатор применяют в

качестве источника энергии в

вспышке фотоаппарата.

конденсатор

неоновая

лампа

1100  F

500 V

Применение конденсаторов

~220 V

неоновая

лампа с конденсатором

стартер

дроссель

конденсатор

1100  F

500 V

лампа с парами ртути

Конденсатор используется с системе электропитания люминесцентных ламп.

17

Применение конденсаторов

Конденсатор применяют для создания электромагнитных колебаний в электрической цепи.

неоновая

лампа

катушка

конденсатор

1100  F

2

500 V

Как зависит электроёмкость конденсатора от величины заряда и напряжения?

q

U

4 В

4 нКл

Как зависит электроёмкость от заряда и напряжения?

Используя результаты предыдущего опыта определите электроёмкость плоского воздушного конденсатора:

1 опыт

заряд, q

1 нКл

напряжение, U

2 опыт

2 В

электроёмкость C

1,5 нКл

3 опыт

2 нКл

0,5 нФ

3 В

4 В

0,5 нФ

0,5 нФ

q

C = —

U

Вывод:

Электроёмкость конденсатора не зависит от величины заряда и напряжения на его пластинах.

20

Задача № 1 (электроёмкость)

По результатам опыта определите начальную и конечную величину электрического заряда конденсатора .

(Шкала электрометра проградуирована

в вольтах)

4

(Ответ: q = 2,81 пКл)

3

2

1

электроёмкость плоского конденсатора

Определите как изменяются характеристики при изменении параметров плоского конденсатора, отключенного от источника постоянного тока:

С уменьшением расстояния между пластинами конденсатора

заряд, q

не изменяется

При удалении стеклянного диэлектрика из конденсатора

напряжение, U

С увеличением площади пластин конденсатора

не изменяется

уменьшается

электроёмкость , C

не изменяется

увеличивается

увеличивается

уменьшается

уменьшается

увеличивается

E ES

Формула расчета электроёмкости плоского конденсатора?

C = ——

0

d

?

?

?

?

?

?

?

?

?

22

§……..

Домашнее задание

Определите как изменяются характеристики при изменении параметров плоского конденсатора, подключенного к источнику постоянного тока:

С уменьшением расстояния между пластинами конденсатора

заряд, q

увеличивается

При удалении стеклянного диэлектрика из конденсатора

напряжение, U

С увеличением площади пластин конденсатора

уменьшается

не изменится

электроёмкость , C

увеличивается

увеличивается

не изменяется

не изменяется

уменьшается

увеличивается

Формула расчета электроёмкости плоского конденсатора?

E ES

C = ——

0

d

?

?

?

?

?

?

?

?

?

23