„Kondensatoren. Elektrische Kapazität »

Ziel: Sich eine Vorstellung von einem Kondensator, von der elektrischen Kapazität eines Kondensators zu machen, eine Maßeinheit für die elektrische Kapazität einzuführen, die Abhängigkeit der Kapazität eines Kondensators von seiner geometrischen Gestaltung zu berücksichtigen.

1. Coulombsches Gesetz: 2. Die Kraftcharakteristik des Feldes ist... 3. Die Intensität kann mit der Formel ermittelt werden: 4. Feldstärke einer Punktladung: 5. Feldstärke einer Ebene: 6. Die Richtung der Intensität wird ermittelt... 7. Die Energiecharakteristik des Feldes ist... 8. Geben Sie die Charakteristik an. Wiederholen wir...

Ein Kondensator besteht aus zwei Leitern, die durch eine dielektrische Schicht getrennt sind, deren Dicke im Vergleich zur Größe der Leiter gering ist. Kondensator

Bezeichnung eines Kondensators in einem Schaltplan. - + + + + + - - - - E - q + q

Werden zwei voneinander isolierte Leiter mit den Ladungen q 1 und q 2 versehen, so entsteht zwischen ihnen eine gewisse Potentialdifferenz Δφ, abhängig von der Größe der Ladungen und der Geometrie der Leiter. Die Potentialdifferenz Δφ zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Feld wird oft als Spannung bezeichnet und durch den Buchstaben U symbolisiert. Von größtem praktischem Interesse ist der Fall, wenn die Ladungen der Leiter gleich groß und entgegengesetzt im Vorzeichen sind: q 1 = – q 2 = q. In diesem Fall können wir das Konzept der elektrischen Kapazität einführen.

Die elektrische Kapazität des Kondensators ist gleich wobei q die Ladung der positiven Platte und U die Spannung zwischen den Platten ist. Die elektrische Kapazität eines Kondensators hängt von seiner geometrischen Gestaltung und der elektrischen Permittivität des ihn füllenden Dielektrikums ab und ist nicht von der Ladung der Platten abhängig.

Nach dem Superpositionsprinzip ist die von beiden Platten erzeugte Feldstärke gleich der Summe der Stärken und Felder jeder der Platten:

Außerhalb der Platten sind die Vektoren und in unterschiedliche Richtungen gerichtet, und daher ist E = 0. Die Oberflächenladungsdichte σ der Platten ist gleich q / S, wobei q die Ladung und S die Fläche jeder Platte ist. Die Potentialdifferenz Δφ zwischen den Platten in einem gleichmäßigen elektrischen Feld ist gleich Ed, wobei d der Abstand zwischen den Platten ist. Aus diesen Beziehungen können wir eine Formel für die elektrische Kapazität eines Flachkondensators erhalten, wobei ε o =8,85·10 -12 F/m die elektrische Konstante ist.

Somit ist die elektrische Kapazität eines Flachkondensators direkt proportional zur Fläche der Platten (Platten) und umgekehrt proportional zum Abstand zwischen ihnen. Wird der Raum zwischen den Platten mit einem Dielektrikum gefüllt, erhöht sich die elektrische Kapazität des Kondensators um das ε-fache:

Kondensatoren können zu Kondensatorbänken miteinander verbunden werden. Bei der Parallelschaltung von Kondensatoren (Abbildung Nr. 3) sind die Spannungen an den Kondensatoren gleich: U 1 = U 2 = U, und die Ladungen sind gleich q 1 = C 1 U und q 2 = C 2 U. Ein solches System kann als einzelner Kondensator mit der elektrischen Kapazität C betrachtet werden, der mit einer Ladung q = q 1 + q 2 bei einer Spannung zwischen den Platten gleich U geladen ist. Es folgt

Bei Parallelschaltung addieren sich somit die elektrischen Kapazitäten. Parallelschaltung von Kondensatoren. C = C 1 + C 2. Reihenschaltung von Kondensatoren. .

Bei Reihenschaltung (Abbildung 4) sind die Ladungen beider Kondensatoren gleich: q 1 = q 2 = q, und die Spannungen an ihnen sind gleich und ein solches System kann als ein einzelner Kondensator betrachtet werden, der bei a mit der Ladung q geladen ist Spannung zwischen den Platten U = U 1 + U 2. Somit,

Arten von Kondensatoren

Anwendung von Kondensatoren Arten von Kondensatoren: - Luft, - Papier, - Glimmer, - elektrostatisch. Zweck: Ladung oder Energie für kurze Zeit akkumulieren, um das Potenzial schnell zu ändern. Lassen Sie keinen Gleichstrom durch. In der Funktechnik - ein Schwingkreis, ein Gleichrichter. Anwendung in Fotoausrüstung.

Drehkondensatoren mit Luft- oder Feststoffdielektrikum Häufig werden Drehkondensatoren mit Luft oder Feststoffdielektrikum verwendet. Sie bestehen aus zwei Systemen voneinander isolierter Metallplatten. Ein Plattensystem ist stationär, das zweite kann sich um eine Achse drehen. Durch Drehen des Bewegungssystems wird die Kapazität des Kondensators stufenlos verändert.

Angepinnt3Zie. Wofür werden Kondensatoren verwendet? Wie funktioniert ein Kondensator? Warum ist der Raum zwischen den Kondensatorplatten mit Dielektrika gefüllt? Wie groß ist die elektrische Kapazität eines geladenen Kondensators? Wovon hängt die elektrische Kapazität ab? Konsolidierung.

Der Abstand zwischen den Platten eines quadratischen Flachkondensators mit einer Seitenlänge von 20 cm beträgt 1 mm. Wie groß ist die Potentialdifferenz zwischen den Platten, wenn die Ladung des Kondensators 2 nC beträgt? Aufgabe

: Lösung:

Zusammenfassung der Lektion: Was haben Sie heute im Unterricht Neues oder Interessantes gelernt? Was hast du studiert?

Hausaufgaben: § 99, 100 Bsp. 18

Anwendung von Kondensatoren

In der Funktechnik und
Fernsehen
Ausrüstung
Im Radar
Technologie
In der modernen Technologie Kondensatoren
finden sich außergewöhnlich breit
und vielseitige Anwendung,
hauptsächlich in den Bereichen Elektronik.
In der Lasertechnik
In der elektrischen Messung
Technologie
In der Telefonie und
Telegrafie
In der Automatisierung und
Telemechanik
In der Computertechnik

1. In Radio- und Fernsehgeräten -
Schwingkreise zu erstellen, ihre Einstellungen,
Blockierung, Trennung von Stromkreisen mit unterschiedlichen Frequenzen, in
Gleichrichterfilter usw.

2. In der Radartechnik – empfangen
Impulse höherer Leistung, Formation
Impulse usw.

3. In der Telefonie und Telegrafie – zur Trennung von Wechsel- und Wechselstromkreisen
Gleichströme, Trennung von Strömen unterschiedlicher Frequenz,
Funkenlöschung in Kontakten, Ausbalancieren von Kabelleitungen usw.

4. In der Automatisierung und Telemechanik – erstellen
Sensoren nach dem kapazitiven Prinzip, Stromkreistrennung
Gleich- und pulsierende Ströme, Funkenlöschung
Kontakte, in Thyratron-Generatorschaltungen
Impulse usw.

5. In der Computertechnologie - in
spezielle Speichergeräte usw.

6. In der elektrischen Messtechnik - erstellen
Kapazitätsproben, um eine variable Kapazität zu erhalten
(Kapazitätsspeicher und Laborvariablen
Kondensatoren), Herstellung von Messgeräten für
kapazitives Prinzip usw.

7. In der Lasertechnik

In der modernen Energietechnik werden auch Kondensatoren eingesetzt
sehr vielfältige und anspruchsvolle Anwendungen:
1.Um den Leistungsfaktor und Industrieanlagen zu verbessern
(Cosinus- oder Shunt-Kondensatoren);
2. Zur Längskapazitätskompensation von Fernübertragungsleitungen und für
Spannungsregelung in Verteilungsnetzen (seriell
Kondensatoren);
3. Zur kapazitiven Energiegewinnung aus Hochspannungsleitungen und
zum Anschluss spezieller Kommunikationsgeräte an Übertragungsleitungen und
Schutzausrüstung (Koppelkondensatoren);
4.Für Überspannungsschutz.

IN
Metallindustrie
Faulheit
Im Bergbau
Industrie
Kondensatoren werden auch in anderen Bereichen verwendet
nicht-elektrotechnische Bereiche
und Industrie für Folgendes
Hauptziele
IN
Automobil und Traktor
Technologie
IN
medizinisch
Technologie

1. In der Metallindustrie – im Hochfrequenzbereich
Anlagen zum Schmelzen und Wärmebehandeln von Metallen, in
elektroerosive (elektrische Funken-)Anlagen, z
Magnetimpulsbearbeitung von Metallen usw.

2. Im Bergbau (Kohle,
Metallerz usw.) – im Bergbautransport auf
Kondensator-Elektrolokomotiven normal und
erhöhte Frequenz (berührungslos), in
Verwendung elektrischer Sprengkörper
elektrohydraulischer Effekt usw.

3. In der Automobiltechnik – in Zündkreisen für
Funkenlöschung in Kontakten und zur Unterdrückung
Funkstörungen

4. In der Medizintechnik – im Röntgen
Geräte, Elektrotherapiegeräte usw.

„Wechselstrom“ – Definition. Wechselstrom ist ein elektrischer Strom, der sich im Laufe der Zeit in Größe und Richtung ändert. Wechselstrom. Generator. EZ 25.1 Erzeugen von Wechselstrom durch Drehen einer Spule in einem Magnetfeld.

„Die Wirkung von elektrischem Strom“ – Sie müssen einen genauen Abguss eines Holzreliefs anfertigen. Wie können wir die durch die chemische Wirkung des Stroms übertragene Strommenge beurteilen? Welche Auswirkungen von elektrischem Strom treten in Ihrer Wohnung auf? „Denken wir darüber nach.“ Wählen Sie die Geräte für den Versuch entsprechend der Abbildung auf dem Demonstrationstisch aus.

„Elektrische Stromstärke“ - A. A=IU B. P=UI C. I=U/R A. A=UI B. P=UI B. A=UIt A. W B. A C. B A. 100 W B. 400 W B. 4 kW. Die Wirkung von Strom wird durch zwei Größen charakterisiert. Spannung... Aktuelle Arbeit A=UIt. Elektrischer Strom... Stromstärke... Die Leistung eines Bügeleisens beträgt 600 W und die Leistung eines Fernsehers beträgt 100 W. Kennen Sie die Definition der Arbeit und Leistung des elektrischen Stroms in einem Abschnitt eines Stromkreises?

„Elektrische Kapazität und Kondensatoren“ – Parallel. Kondensatoren. Variabler Kondensator. Das gesamte elektrische Feld ist im Kondensator konzentriert. -Q. Energie eines geladenen Kondensators. Anschluss von Kondensatoren. Elektrische Kapazität. Konsistent. Bezeichnung auf Schaltplänen: Konstantkondensator. +q. Herleitung der Formel für die Energie eines geladenen Kondensators.

„Wechselstrom“ – Das Ergebnis ist die durchschnittliche Leistung über einen Zeitraum. Wechselstrom. Der momentane Stromwert ist direkt proportional zum momentanen Spannungswert. E=-ф’= -bs(cos ?t)’= = bs? * sin ?t = em sin ?t. Umgekehrt sind ungedämpfte erzwungene Schwingungen von großer praktischer Bedeutung. U=Ähm, cos?t.

"Kondensatorphysik" - - Papierkondensator - Glimmerkondensator, Elektrolytkondensator. Zweck von Kondensatoren. Kondensatoren. Beim Anschluss eines Elektrolytkondensators ist auf die Polarität zu achten. Luftkondensator. Definition eines Kondensators. Vortrag in Physik zum Thema: Papierkondensator. Die Arbeit wurde abgeschlossen von: Regina Dautova.

Insgesamt gibt es 9 Vorträge

MAOU Gymnasium Nr. 1

Vortrag zum Thema Physik in der 10. Klasse

„Kondensatoren“

Physiklehrer

Qualifikationskategorie I

Belogorsk, Region Amur

Klimenko Elena Nikolaevna Physiklehrerin Präsentation zum Thema „Linse“ 11. Klasse Städtische Bildungseinrichtung Sekundarschule mit vertieftem Studium einzelner Fächer Nr. 1 Belogorsk, Region Amur

KONDENSATOR – zwei Leiter (Platten), die durch eine dielektrische Schicht getrennt sind, deren Dicke im Vergleich zur Größe der Leiter gering ist.

MIT- elektrische Kapazität (die Fähigkeit zweier Leiter, elektrische Ladung anzusammeln).

C=q/U Q- Aufladung, U- Stromspannung

Im SI wird die elektrische Kapazität in F (Farad) gemessen, 1F = 1 C/V

Kapazität des Kondensators kommt darauf an aus:

• Abstand zwischen den Platten –d(m),
• Plattenfläche –S(m),
• abhängig von der Art des Dielektrikums – ε (Dielektrizitätskonstante des Mediums).

C =εέS/d

έ – elektrische Konstante

Basierend auf der Art des Dielektrikums werden Kondensatoren unterteilt in:

• Vakuum
• Gasförmig
• Flüssig
• Glas
• Glimmer
• Keramik
• Papier
• Elektrolytisch
• Oxidhalbleiter

Methoden zum Anschließen von Kondensatoren:

• sequentiell

2) parallel

Kondensatoren zeichnen sich durch die Möglichkeit aus, ihre Kapazität zu ändern :

• Permanentkondensatoren - Kapazität ändert sich nicht
• variable Kondensatoren - Die Kapazität ändert sich während des Betriebs des Geräts
• Trimmerkondensatoren – Die Kapazität ändert sich während der einmaligen oder periodischen Anpassung und ändert sich nicht während des Betriebs des Geräts

Energie eines geladenen Kondensators bestimmt durch die Formel:

Si: [W] = J

Name

Kapazität

Flacher Kondensator

Schema

Zylindrischer Kondensator

Kugelkondensator

Anwendung von Kondensatoren :

• Kondensatoren (zusammen mit Induktoren und/oder Widerstände) werden zum Aufbau verschiedener Schaltungen mit frequenzabhängigen Eigenschaften verwendet, insbesondere Filter, Ketten Rückmeldung , Schwingkreise usw.
• Wenn ein Kondensator schnell entladen wird, kann beispielsweise ein hoher Leistungsimpuls erhalten werden Foto blinkt , elektromagnetische Beschleuniger , optisch gepumpte gepulste Laser , Marx-Generatoren, (GIN; GIT) , Generatoren Cockcroft-Walton usw.
• Da ein Kondensator in der Lage ist, eine Ladung über einen langen Zeitraum zu speichern, kann er als Element verwendet werden Erinnerung oder elektrische Energiespeicher.
• Flüssigkeitsstandmesser. Eine nichtleitende Flüssigkeit füllt den Raum zwischen den Platten des Kondensators und die Kapazität des Kondensators variiert je nach Füllstand
• Messwandler (MT) der Luft- und Holzfeuchte (Änderungen in der Zusammensetzung des Dielektrikums führen zu Kapazitätsänderungen).
• Kondensatoren sind in der Lage, eine große Ladung zu speichern und an den Platten eine Hochspannung zu erzeugen, die zur Beschleunigung genutzt wird geladene Teilchen oder kurzfristig kraftvoll zu schaffen elektrische Entladungen

Literaturquellen:

1.Handbuch der Physik. H. Kuhling., Moskau „Mir“, 1983.

2. Lehrbuch der Physik 10. Klasse G.Ya.Myakishev. , B. B. Bukhovtsev., N. N. Sotsky.