ЕЛЕКТРОЄМНІСТЬ

2 ТЕМА УРОКУ: Електроємність. Конденсатори та їх використання в техніці. Енергія електричного поля.

ПЛАН: Поняття електроємності. Конденсатори. Електроємність плоского конденсатора. Енергія зарядженого конденсатора. Види конденсаторів та їх застосування.

Дослід по заряджанню заземленого електрометра

6 q ~ φ відношення заряду до потенціалу для даного провідника – величина стала, залежна від його розмірів і форми й називається електроємністю провідника

ємність ізольованого провідника

8 1 Фарад – ємність провідника, у якого зміна заряду на 1 Кл викликає зміну потенціалу на 1В.

9 1 мкФ = 1*10 -6 Ф 1 нФ = 1*10 -9 Ф 1 пФ = 1* Ф

Електроємність провідника або системи провідників це фізична величина, яка характеризує здатність провідника або їх системи нагромаджувати електричний заряд.

ємність двох провідників

Конденсатором називають два провідники, які розділені шаром діелектрика, товщина якого мала порівняно з розмірами провідників.

Плоский конденсатор

Від чого залежить ємність конденсатора?

введення діелектрика у простір між пластинами призводить до збільшення ємності конденсатора: С ~ ε

зменшення відстані між пластинами викликає збільшення ємності конденсатора:

збільшення площі пластин викликає зменшення напруги і збільшення ємності конденсатора: С~S

Ємність плоского конденсатора

ε – діелектрична проникність середовища; ε 0 – електрична стала; S – площа пластин; d – відстань між пластинами.

Енергія зарядженого конденсатора

Енергія електричного поля де V – обєм, зайнятий електричним полем

Густина енергії

Конденсатори

Використовують конденсатори практично у всіх електронних схемах

Властивості конденсаторів Заряджання при підєднанні до джерела енергії і миттєве розряджання при підєднанні до споживача (цю властивість використовують в коливальних контурах, в лампах-спалахах, в лазерах). Не пропускати постійний струм і по- різному пропускати змінні струми різних частот (цю властивість використовують для розподілу пульсуючих струмів на їх складові, затримування струмів одних частот і пропускання струмів інших частот).

Історична довідка Вперше конденсатор був створений у 1745р. в м. Лейдені німецьким фізиком Евальдом Юргеном фон Клейстом і нідерландським фізиком Пітером ван Мушенбруком. І одержав назву Лейденська банка. Діелектрик – стінки скляної банки; Одна обкладка – ртуть у банці; Друга обкладка – долоні експериментатора. (згодом обидві обкладки почали виготовляти з тонкої латуні або станіолю)

Конденсатори можуть бути: Постійної ємності – мають певне значення ємності, яке не можна змінити. Змінної ємності – ємність можна змінювати, змінюючи відстань між обкладками, або площу перекриття між двома наборами ізольованих пластин.

Види конденсаторів Паперові та металопаперові конденсатори Слюдяні конденсатори Керамічні конденсатори Електролітичні конденсатори Конденсатори змінної ємності

Паперові та металопаперові конденсатори Ємність – кілька мікрофарад Номінальна напруга – кілька сотень вольт Широко застосовують в електротехніці в низькочастотних колах

Будова паперового конденсатора

Слюдяні конденсатори Були поширені в радіотехніці (в високочастотних колах) до 70-х років минулого століття. Ємність – від десятків до десятків тисяч пікофарад Номінальна напруга – від сотень до тисяч вольтів

Керамічні конденсатори Дуже поширені в радіоелектроніці і замінили слюдяні конденсатори Ємність – від одиниць до кількох тисяч пікофарад Номінальна напруга – від сотень до тисяч вольтів

Електролітичні конденсатори Найбільш поширені в радіо- електроніці в електричних колах з пульсуючими струмами (в блоках живлення, в підсилювачах низької частоти). Ємність –до кількох тисяч мікрофарад. Номінальна напруга – від одиниць до В та від 150 до 500 В. Увага! При підєднанні до джерела енергії необхідно враховувати полярність.

Конденсатори змінної ємності Використовують для настроювання радіоприймачів на ту чи іншу радіохвилю Ємність – від одиниць до кількох сотень пікофарад

Умовні позначення на схемах -- конденсатори постійної ємності -- конденсатори електролітичні -- конденсатори змінної ємності

Маркування конденсаторів На великих конденсаторах позначають: тип, номінальну робочу напругу, номінальну ємність і допустиме відхилення від номінальної ємності, марку заводу-виготовлювача, місяць і рік випуску. На малогабаритних конденсаторах використовують кодовані позначення, які складаються з букв та цифр.

Паралельне зєднання С заг = С 1 + С 2 + С С n

Послідовне зєднання