Condensador. La energio de la ŝarĝita kondensilo

Ekde la komenco de la studo de elektro por solvi la demandon de lia amasiĝo kaj konservado estis nur en 1745 Ewald Jurgen von Kleist kaj Pieter iras Musschenbroek. Formita en Nederlanda Leiden aparato permesis amasigi elektra energio kaj uzi ĝin kiam necesas.

Leyden jar - prototipon kondensilo. Lia uzo en fizikaj eksperimentoj promociita la studo de elektro estas multe antaŭen eblas krei prototipon de elektra fluo.

Kio estas kondensilo

Kolektas la elektra ŝargo kaj elektro - la ĉefa celo de la kondensilo. Tipe, sistemo de du izolita konduktoroj aranĝita kiel fermi kiel ebla al la alia. La spaco inter konduktoroj estas plena dieléctrico. Amasigis zorge sur elektitaj konduktoroj heteronymic. La proprieto estas kontraŭa akuzojn altiri antaŭenigas pli grandan akumuliĝis. La dielektriko donas duoblan rolon: la pli alta la dielektriko konstanto, des pli granda la elektra kapacitanco, postenoj ne povas superi la baro kaj neŭtraligita.

Elektra kapacito - la baza fizika kvanto karakterizante la okazon amasigi zorge de la kondensilo. Skoltinoj telerojn nomita elektra kampo temigas kondensilo therebetween.

Energio ŝargita kondensilo, ĝi ŝajnas dependi sur ĝia kapacito.

elektra kapacito

Energio potencialo ebligas apliki (granda elektra kapacitanco) de la kondensilo. La energio de la ŝarĝita kondensilo estas uzata por apliki mallongaj nuna pulso eventuale.

Sur kio valoroj dependas de elektra kapacito? La procezo komencas kun la akuzanta kondensilo konektanta lia elektrodoj al la polusoj de aktuala fonto. Amasigi sur unu telero zorge (la valoro de kiu q) estas prenita kiel la akuzo en la kondensilo. La elektra kampo estas centrita inter la elektrodoj havas potencialan diferencon U.

Elektra kapacitanco (C) dependas de la kvanto de elektro kiu koncentras sur unu dirigento kaj la kampo tensio: C = q / U.

Tiu valoro estas mezurata en F (farads).

La kapacito de la tuta tero ne povas kompari kun la kapacitanco de la kondensilo, kies valoro estas proksimume la kajero. Amasigis potenca zorge povas esti uzata en la arto.

Tamen, por savi senliman numeron de elektro en la telerojn ne eblas. Kiam la tensio pliigas al maksimuma valoro de kondensilo rompo povas okazi. Teleroj estas neŭtraligita, kiu povas konduki al damaĝo de la aparato. La energio de ŝarĝita kondensilo en ĉi tiu kazo estas tute en sia varmeco.

La kvanto de energio

Hejtado de la kondensilo estas pro konvertiĝo de elektra kampo energio en la interno. La kapablo de la kondensilo plenumi la laboron en la movado de la akuzo indikas la ĉeeston de taŭgan provizadon de elektro. Determini kiom granda la energio de ŝarĝita kondensilo, konsideri la procezo de paciĝon. La elektra kampo tensio U q zorge kvanto fluas de unu teleron al alia. Per difino, operacio kampo estas egala al la produkto de la potenciala diferenco trans zorge kvanto: A = Qu. Tiu rilato estas valida nur por konstanta tensio valoro, sed en la procezo por eliganta la kondensilo teleroj estas laŭgrada malkreskon en ĝia nulo. Eviti discrepancias, ni preni sian mezumon al U / 2.

Elektra kapablo de la formulo havas: q = CU.

De ĉi tie, la energio de ŝarĝita kondensilo povas determini laŭ la formulo:

W = CU ^2/2.

Ni vidas ke ĝia normo estas pli granda la pli alta la elektra kapacito kaj tensio. Por respondi la demandon de kio estas la energio de ŝarĝita kondensilo, turnu ilian specioj.

specoj de kondensatoroj

Ĉar energio de la elektra kampo koncentrita en la kondensilo estas rekte rilatita al ĝia kapacitanco kaj kondensilo operacio dependas de siaj karakterizaj estructurales, uzi malsamajn tipojn de diskoj.

1. La formo de la platoj: plata, cilíndrica, esférica, ktp ...
2. De la ŝanĝo en kapacitanco: konstanto (la kapablo ne ŝanĝis), variabloj (modifi la fizikajn proprietojn, ŝanĝante kapablo), Trimmers. Kapacitanco ŝanĝo povas esti efektivigita de ŝanĝanta la temperaturo, mekanikaj aŭ elektraj tensio. Elektra kapacitanco de la agordo kondensilo teleroj ŝanĝas la ŝanĝo areo.
3. Laŭ la dielektriko tipo: gaso, likva, solida dielektriko.
4. Laŭ la dielektriko signifas: vitro, papero, glimo, metallized, ceramikoj, maldika-filmoj de diversaj komponaĵoj.

Depende de la tipo de distingo kaj aliaj kondensatoroj. La energio de la ŝarĝita kondensilo dependas de la dielektriko ecoj. La ĉefa kvanto nomita permitivo. Elektra kapacitanco estas rekte proporcia al ĝi.

telero kondensilo

Ni konsciu bone simpla aparato por kolekti elektra ŝarĝo - plata condensador. Tiu estas fizika sistemo konsistas el du paralelaj teleroj inter kiuj la dielektriko tavolo.

Formo telerojn Eble rektangulaj kaj cirkla. Se vi bezonas ricevi ŝanĝiĝeman kapablon, la telero estas kutime ŝargita al la formo de ĉirkaŭ la diskoj. Rotacio de unu elektrodo parenco al alia kaŭzas ŝanĝon en areo de la platoj.

Ni supozas ke la areo de unu telero estas S, la distanco inter la platoj preni egalan d, permitivo kompletigo - ε. Elektra kapacito de la sistemo dependas nur de la geometrio de la kondensilo.

C = εε ₀ S / d.

La energio de la plata kondensilo

Ni vidas ke la kapacitanco estas rekte proporcia al la tuta areo de tiu telero kaj inverse proporcia al la distanco therebetween. La koeficiento de proporcieco - elektra konstanto ε _0. Pliigante la konstanta dieléctrica de la dielektriko pliiĝos la elektra kapacitanco. Reduktante la areo de la teleroj provizas Trimmer kondensatoroj. Elektra kampo energio ŝargita kondensilo dependas de liaj geometriaj parametroj.

Ni uzas kalkulo formulo: W = CU ^2/2.

Determino energio ŝargita kondensilo planar formon efektivigas laŭ la formulo:

W = εε ₀ LIA ² / (2d).

La uzo de kondensatoroj

La kapablo de la kondensatoroj grade kolekti la elektra ŝargo rapide sufiĉe por doni al ĝi estas uzata en diversaj kampoj de teknologio.

Kombinaĵo kun induktiloj povas krei resonante cirkvitoj, filtras la nuna retrosciigon cirkviton.

Poŝlampoj, stun, en kiu ekzistas preskaŭ instantáneas altan kapablon kondensilo estas uzata por krei fortan pulson aktuala. kondensilo ŝargado produktas de la konstanta fluo fonto. Mem agas kiel kondensilo elementon, rompas la cirkvito. en la kontraŭa direkto tra la lampo la malŝarĝo estas malgranda óhmica rezisto preskaŭ senprokraste. La electroshock tiu elemento estas la homa korpo.

Kondensilo aŭ baterio

La kapablo de longe teni la stokita zorge donas grandan ŝancon uzi ĝin kiel stokado aŭ konservado de energio. En radioaparato, ĉi tiu propraĵo estas vaste uzita.

Anstataŭigi la baterio, bedaŭrinde, la kondensilo ne povas, ĉar ĝi havas funkcion de malŝarĝo. Amasigis sian energion ne superas kelkajn cent julioj. La baterio povas stoki grandajn provizo de elektra potenco dum longa tempo, kaj kun preskaŭ neniu perdo.