Condensor. Die energie van die gelaaide kapasitor

Sedert die begin van die studie van elektrisiteit aan die vraag van sy versameling en bewaring op te los dit was eers in 1745 Ewald Jurgen von Kleist en Pieter van Musschenbroek. Gevorm in Nederlands Leiden toestel toegelaat om te versamel elektriese energie en gebruik dit wanneer dit nodig is.

Leyden jar - 'n prototipe kapasitor. Die gebruik daarvan in fisiese eksperimente bevorder die studie van elektrisiteit is ver vooruit moontlik om 'n prototipe van 'n elektriese stroom te skep.

Wat is 'n kapasitor

Versamel die elektriese lading en elektrisiteit - die hoofdoel van die kapasitor. Tipies, 'n stelsel van twee geïsoleerde geleiers gereël so na as moontlik aan mekaar. Die ruimte tussen geleiers is gevul met 'n diëlektriese. Opgehoopte lading op gekies dirigente heteronymic. Die eiendom is teenoorgestelde ladings trek bevorder groter sy versameling. Die diëlektriese kry 'n dubbele rol: hoe hoër die diëlektriese konstante, hoe groter is die elektriese kapasitansie, kan koste nie te bowe te kom die versperring en geneutraliseer.

Elektriese kapasiteit - die basiese fisiese hoeveelheid wat kenmerkend is die geleentheid om 'n klag van die kapasitor ophoop. Guides plate genoem elektriese veld fokus kapasitor therebetween.

Energie gelaaide kapasitor, dit blyk te wees afhang van sy vermoë.

elektriese kapasiteit

Energie potensiaal maak dit moontlik om ( 'n groot elektriese kapasitansie) van die kapasitor toe te pas. Die energie van die gelaaide kapasitor gebruik word om kort huidige pols van toepassing indien nodig.

Op watter waardes is afhanklik van elektriese kapasiteit? Die proses begin met die laai kapasitor verbind sy elektrodes aan die pole van 'n stroombron. Ophoop op een plaat aanklag (waarvan die waarde q) word geneem as die lading op die kapasitor. Die elektriese veld is gesentreer tussen die elektrodes het 'n potensiaalverskil U.

Elektriese kapasitansie (C) is afhanklik van die hoeveelheid elektrisiteit wat gekonsentreer op een dirigent en die veld spanning: C = k / U.

Hierdie waarde word gemeet in F (farad).

Die kapasiteit van die hele aarde kan nie vergelyk word met die kapasitansie van die kapasitor, wie se waarde is ongeveer die notaboek. Opgehoopte kragtige beheer kan gebruik word in die kuns.

Maar om 'n onbeperkte aantal van elektrisiteit te bespaar op die plate is nie moontlik nie. Wanneer die spanning verhoog tot 'n maksimum waarde van kapasitor uiteensetting kan voorkom. Plate is geneutraliseer, wat kan lei tot skade van die toestel. Die energie van 'n gelaaide kapasitor in hierdie geval is heeltemal in sy hitte.

Die hoeveelheid energie

Verwarming van die kapasitor is te danke aan die sukses van elektriese veld energie in die binneland. Die vermoë van die kapasitor om die werk op die beweging van die aanklag te voer dui op die teenwoordigheid van 'n voldoende toevoer van elektrisiteit. Om vas te stel hoe groot die energie van 'n gelaaide kapasitor, oorweeg die proses van détente. Die elektriese veld spanning U q lading hoeveelheid vloei van die een plaat na die ander. Per definisie, 'n operasie veld is gelyk aan die produk van die potensiaalverskil oor die aanklag hoeveelheid: A = qu. Hierdie verband is slegs geldig vir 'n konstante spanning waarde, maar in die proses vir die nakoming van die kapasitor plate is 'n geleidelike afname in sy zero. Om teenstrydighede te vermy, ons neem sy gemiddelde tot O / 2.

Elektriese kapasiteit van die formule het: q = CU.

Dus, kan die energie van 'n gelaaide kapasitor word bepaal volgens die formule:

W = CU ^2/2.

Ons sien dat sy grootte is groter hoe hoër is die elektriese kapasiteit en spanning. Op die vraag van wat is die energie van 'n gelaaide kapasitor beantwoord, draai na hul spesie.

tipes kapasitore

Omdat energie van die elektriese veld gekonsentreer in die kapasitor is direk verband hou met die kapasitansie en kapasitor werking is afhanklik van hul strukturele kenmerke, gebruik verskillende soorte dryf.

1. Die vorm van die plate: plat, ronde, sferiese, ens ...
2. Van die verandering in kapasitansie: konstante (die kapasiteit is nie verander nie), veranderlikes (die wysiging van die fisiese eienskappe, die verandering van kapasiteit), skare. Kapasitansie verandering kan deur die verandering van die temperatuur, meganiese of oorgedra elektriese spanning. Elektriese kapasitansie van die kapasitor tuning plate verander die verandering area.
3. Volgens die diëlektriese type: gas, vloeistof, vaste diëlektriese.
4. Volgens die diëlektriese gemiddelde: glas, papier, mika, metale, keramiek, dun-films van verskeie komposisies.

Afhangende van die tipe van onderskeiding en ander kapasitors. Die energie van die gelaaide kapasitor is afhanklik van die diëlektriese eienskappe. Die belangrikste hoeveelheid genoem permittiwiteit. Elektriese kapasitansie is direk eweredig aan dit.

plaatkapasitor

Kom ons kyk na 'n eenvoudige toestel vir die invordering van elektriese lading - 'n plat condensor. Dit is 'n fisiese stelsel wat bestaan uit twee parallelle plate tussen wat die diëlektriese laag.

Vorm plate kan vierkantige en ronde wees. As jy nodig het om 'n veranderlike kapasiteit te ontvang, is die bord gewoonlik teen die vorm van 'n halwe skywe. Rotasie van een elektrode in verhouding tot 'n ander veroorsaak 'n verandering in die omgewing van die plate.

Ons aanvaar dat die area van een plaat is S, die afstand tussen die plate neem gelyk d, permittiwiteit toevoeg - ε. Elektriese kapasiteit van die stelsel hang net af van die geometrie van die kapasitor.

C = εε ₀ S / d.

Die energie van die plat kapasitor

Ons sien dat die kapasitansie is direk eweredig aan die totale oppervlakte van een plaat en omgekeerd eweredig aan die afstand therebetween. Die koëffisiënt van proporsionaliteit - elektriese konstante ε _0. Die verhoging van die diëlektriese konstante van die diëlektriese sal die elektriese kapasitansie verhoog. Die vermindering van die oppervlakte van die plate bied 'n trimmer kapasitore. Elektriese veld energie gelaaide kapasitor is afhanklik van die geometriese parameters.

Ons gebruik 'n berekening formule: W = CU ^2/2.

Bepaling energie gelaaide kapasitor planêre vorm is volgens die formule uitgevoer:

W = εε ₀ LE ² / (2d).

Die gebruik van kapasitors

Die vermoë van die kapasitors geleidelik in te samel die elektriese lading vinnig genoeg is om dit te gee gebruik in verskeie velde van tegnologie.

Saamgestelde met induktors kan resonante kringe skep, filters die huidige terugvoer kring.

Flitse, stun, waarin daar is feitlik oombliklike ontslag kapasiteit kapasitor word gebruik om 'n sterk pols huidige skep. kapasitor laai plaasvind vanaf die konstante stroombron. Self dien as 'n kapasitor element, breek die kring. in die teenoorgestelde rigting deur die lamp die ontslag is klein ohmiese weerstand byna dadelik. Die elektroshock hierdie element is die menslike liggaam.

Kapasitor of battery

Die vermoë om vir 'n lang tyd om die gestoor diens waar te neem, gee 'n groot geleentheid om dit te gebruik as 'n stoor media of energie stoor. In radio, is hierdie eiendom wyd gebruik.

Vervang die battery, ongelukkig, die kapasitor is nie in staat om, want dit het 'n kenmerk van ontslag. Opgehoopte hul energie nie meer as 'n paar honderd joule. Die battery kan groot aanbod van elektriese krag op te slaan vir 'n lang tyd, en met feitlik geen verlies.