КОНДЕНСАТОРЫ Учитель физики МОУ «Уйская СОШ» Татарникова Л.П. - презентация

1 КОНДЕНСАТОРЫ Учитель физики МОУ «Уйская СОШ» Татарникова Л.П.

2 Подготовил: Учитель физики МОУ «Уйская СОШ» Татарникова Л. п.

3 ДАВАЙТЕ «ИЗОБРЕТЁМ» ТАКОЕ УСТРОЙСТВО! Как можно накопить электрическую энергию?

4 Определение Конденсатор – система, состоящая из двух проводников, разделенных диэлектриком, с равными по величине и противоположными по значению зарядами. Проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками.

5 Характеристика конденсатора В конденсаторе накапливается электрический заряд и, соответственно, энергия электростатического поля. Способность конденсатора накоплению заряда характеризуется электрической емкостью конденсатора, равной: где q – заряд положительной обкладки, U – напряжение между обкладками. Электроемкость конденсатора зависит от его геометрической конструкции (размеров) и электрической проницаемости заполняющего его диэлектрика и не зависит от заряда обкладок. В СИ электроемкость измеряется в фарадах.

6 Конденсатор с тремя диэлектрическими прокладками

7 Плоские конденсаторы Наиболее распространенным видом конденсаторов является плоский конденсатор (система двух плоскопараллельных пластин площадью S, находящаяся на расстоянии d друг от друга). Поле плоского конденсатора. При решении простых задач можно пренебречь краевым эффектом, то есть электрическим полем у краев пластин. Рисунок Поле плоского конденсатора. При решении простых задач можно принебречь краевым эффектом, то есть электрическим полем у краев пластин.

8 Плоский конденсатор школьный

9 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. 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.

10 Зарядка конденсатора

11 Разряд конденсатора при ионизации воздуха пламенем спиртовки

12 Конденсатор переменной емкости

13 Батареи конденсаторов Электроемкость C батареи, составленной из параллельно соединенных конденсаторов C1 и C2, рассчитывается по формуле Электроемкость C батареи, составленной из параллельно соединенных конденсаторов C1 и C2, рассчитывается по формуле а батареи, составленной из последовательно соединенных конденсаторов, по формуле а батареи, составленной из последовательно соединенных конденсаторов, по формуле

14 Параллельное соединение конденсаторов. Последовательное соединение конденсаторов Энергия электрического поля внутри конденсатора равняется

15

16 Виды конденсаторов Конденсаторы разной ёмкости на одно напряжение Конденсаторы разной ёмкости на одно напряжение Конденсаторы бумажные и электролитические Конденсаторы бумажные и электролитические

17 Применение конденсаторов Фотовспышки Конденсаторы в клавиатуре компьютера Конденсаторы в клавиатуре компьютера

18 Колебательный контур с конденсатором переменной ёмкости

19 Задача. При решении подобных задач следует помнить, что при изменении электрической емкости конденсатора, подключенного к источнику напряжения, меняется величина заряда на его пластинах; разность же потенциалов не меняется; при изменении емкости конденсатора, отключенного от источника напряжения, меняется разность потенциалов на его пластинах, а величина заряда остается при этом неизменной. Плоский конденсатор с площадью пластин 0,05 м² и расстоянием между ними 2 мм заряжается до разности потенциалов 50 В. Определить величину заряда и напряженность электрического поля в конденсаторе в трех случаях: а) конденсатор зарядили и, не отключая от зарядного устройства, залили керосином; б) конденсатор вначале залили керосином, а затем начали заряжать; в) конденсатор зарядили и отключили от зарядного устройства, а затем залили керосином. Какую работу надо совершить, чтобы в случае в) увеличить расстояние между пластинами втрое? Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2. Плоский конденсатор с площадью пластин 0,05 м² и расстоянием между ними 2 мм заряжается до разности потенциалов 50 В. Определить величину заряда и напряженность электрического поля в конденсаторе в трех случаях: а) конденсатор зарядили и, не отключая от зарядного устройства, залили керосином; б) конденсатор вначале залили керосином, а затем начали заряжать; в) конденсатор зарядили и отключили от зарядного устройства, а затем залили керосином. Какую работу надо совершить, чтобы в случае в) увеличить расстояние между пластинами втрое? Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2.

20 S=5,0·10 -2 m 2 Решение D=2,0·10 -3 m Δφ=50,0 B ε k =2,0 ε=1,0 а) Δφ=const C 1 =ε k ε 0 S/d C 1 =q1/ Δφ => ε 0 =8,85· Ф/m q1= ε k ε 0 S Δφ/d= 2,2·10 -8 Кл d1/d3=3 E1= Δφ/d= 2,5·10 4 В/м q1-? E1-? б) q1=q2= 2,2·10 -8 Кл E2=E1= 2,5·10 4 В/м q2-? E2-? в)q3= const q3= εε 0 S/d= 1,1·10 -8 Кл q3-? E3-? q3` = εε 0 S Δφ/d q3``= ε k ε 0 S Δφ 3 /d A-? Δφ 3 =εΔφ/ ε k тогда E3= εΔφ/ε k d= 1,2·10 4 В/м Так как C0= ε k ε 0 S/d Ck= ε k ε 0 S/d 1 то C0/Ck=d 1 /d => Ck=C0d/d 1 Δφk= Δφ 0 d 1 /d тогда A=C0d (Δφ 0 ) 2 d 1 2 /2d 1 d 2 - C0 (Δφ 0 ) 2 /2 = C0 (Δφ 0 ) 2 /2 · (d 1 /d – 1) = 2,8 · Дж