Kondensaatori. Energia laetud kondensaator

Kuna uuringu alguses elektrienergia lahendada küsimus selle kogunemine ja säilitamise alles 1745 Ewald Jurgen von Kleist ja Pieter van Musschenbroek. Moodustati Hollandi Leideni seadme lasta koguneda elektrienergia ja kasutada seda vastavalt vajadusele.

Leideni purk - prototüüp kondensaator. Selle kasutamiseks füüsilise katsed edendada uuring elektrienergia on kaugel ees võimalik luua prototüüp elektrivool.

Mis on kondensaator

Koguge Elektrilaeng ja elektri - peamine eesmärk kondensaator. Tüüpiliselt süsteemi kahe isoleeritud juhtmega paigutatud võimalikult lähedale üksteisele. Ruumi vahel dirigendid on täis dielektrilise. Kogunenud tasu valitud dirigendid heteronymic. Vara on vastupidine tasud meelitada soodustab suurem kogunemine. Dielektriline antakse kaksikrolli: mida kõrgem on dielektriline läbitavus, seda suurem on elektrimahtuvus, kulusid ei ole barjääri ületamiseks ja neutraliseerida.

Elektriline võimsus - põhilised füüsilised kogused iseloomustavad võimaluse koguneda tasu kondensaatori. Juhendid plaatidel nimetatakse elektrivälja keskendub kondensaator vahele.

Energia laetud kondensaator, see sõltub ilmselt oma suutlikkust.

elektriline võimsus

Energiapotentsiaali võimaldab kohaldada (suur elektrimahtuvus) kondensaatori. Energia laetud kondensaator kasutatakse kohaldada lühikese vooluimpulss kui vaja.

On, mida väärtused sõltuvad elektriline võimsus? Protsess algab laadimisinduktiivsusega ühendavad elektroodid poolustele vooluallikas. Koguneda ühe plaadi laengu (mille väärtus q), on võetud laeng kondensaatori. Elektrivälja on tsentreeritud elektroodide vahel on potentsiaalide vahe U.

Elektriline mahtuvus (C) sõltub elektri kogus, mis on keskendunud ühe juhi ja valdkonnas pinge: C = q / U.

See väärtus on mõõdetud F (farads).

Võime kogu Maa ei saa võrrelda mahtuvus kondensaator, mille väärtus on umbes sülearvuti. Kogunenud võimas eest saab kasutada kunsti.

Kuid selleks, et salvestada piiramatu arvu elektri plaatidel ei ole võimalik. Kui pinge suureneb maksimaalselt väärtust kondensaator jaotus võib tekkida. Plaate neutraliseeritud, mis võib kaasa tuua kahju seadme. Energia laetud kondensaator antud juhul on täiesti tema soojust.

Energia hulk

Küte kondensaatori on tingitud muundamise elektrivälja energia sisemusse. Võime kondensaatori sooritada töö liikumise tasu näitab juuresolekul piisava elektrienergia. Et teha kindlaks, kui suur energia laetud kondensaator, kaaluge protsessi lientyminen. Elektrivälja pinge U q eest kogus voolab ühest plaadi teisele. Definitsiooni järgi operatsiooni valdkonnas on võrdne toote kohta potentsiaalide erinevus eest kogus: A = qU. See suhe on kehtiv ainult pidev pinge väärtus, kuid protsessi täitmisega kondensaator plaadid on järkjärguline vähenemine tema null. Et vältida lahknevusi, võtame oma Keskmine U / 2.

Elektri mahtuvuse valem on: q = CU.

Seega energia laetud kondensaatori saab määrata järgmise valemi järgi:

W = CU ^2/2.

Me näeme, et selle ulatus on suurem, mida suurem elektriline võimsus ja pinge. Et vastata küsimusele, milline on energia laetud kondensaator, pöörduda nende liikide.

tüüpi kondensaatorid

Kuna energia elektrivälja koondunud kondensaatori on otseselt seotud tema mahtuvus ja kondensaatori operatsioon sõltub nende struktuuri kasutada erinevaid kettaid.

1. Kuju plaate: tasane, silindriline, sfääriline jne ...
2. Alates muutuse mahtuvus: pidev (läbilaskevõime ei ole muutunud), muutujad (muutes füüsikalised omadused, muutes võimsuse), Trimmerid. Mahtuvuse muutus võib toimuda muutes temperatuuri, mehaaniliste või elektripinge. Elektrimahtuvus tuning kondensaator plaadid muudab piirkonna vahetamine.
3. Vastavalt dielektriline tüüp: gaas, vedel, tahke dielektrik.
4. Vastavalt dielektriline keskmine: klaas, paber, vilgukivi, metalliseeritud, keraamika, õhukese filmide erineva koostisega.

Sõltuvalt tüübist vahet ja muud kondensaatorid. Energia laetud kondensaator sõltub dielektrilised omadused. Peamine kogus nimetatakse läbitavusega. Elektrimahtuvus on võrdeline seda.

plaatkondensaatorist

Mõelgem lihtne seade kogumise elektrilaeng - kindla kondensaatori. See on füüsiline süsteem, mis koosneb kahest paralleelsest plaatidel, mille vahele dielektrikukihist.

Vorm plaadid võivad olla ristküliku ja ümarad. Kui teil on vaja saada muutuja võimsust, plaadi tavaliselt maksta kujul poole kettaid. Rotatsioon ühe elektroodi suhtes teise põhjustab muutusi ala plaate.

Eeldame, et ala ühe plaadi S vahelist kaugust plaate võtta võrdse d, läbitavusega täiteainet - ε. Electric süsteemi maht sõltub ainult geomeetria kondensaator.

C = εε ₀ S / d.

Energiat tasapinnalise kondensaatori

Me näeme, et mahtuvus on võrdeline kogupindala ühe plaadi ja pöördvõrdeline vahekaugus. Koefitsient proportsionaalsuse - elektriline konstant ε _0. Suurendamine dielektriline konstant dielektriku suurendada elektrimahtuvus. Pindala vähendamine plaate annab trimmer kondensaatoreid. Elektrivälja energia laetud kondensaator sõltub selle geomeetriliste parameetritega.

Me kasutame arvutus valemit: W = CU ^2/2.

Määramine energiat laetud kondensaatori tasapinnalise kuju viiakse läbi vastavalt valemile:

W = εε ₀ SU ² / (2d).

Kasutamine kondensaatorid

Võime kondensaatorid tasapisi koguda Elektrilaeng piisavalt kiiresti, et saada seda kasutatakse erinevates valdkondades tehnoloogia.

Ühend koos induktiivpoolid saab luua resonantsahelatel, filtreerib praeguse südamikust.

Taskulambid, uimastada, kus on praktiliselt hetkeline Läbivooluvõime kondensaator kasutatakse, et luua tugev vooluimpulss. laadimist toimub püsiva voolu allikas. Toimib ise kondensaator element, lõhub circuit. vastupidises suunas läbi lamp heakskiidu on väike elektritakistus vastupanu peaaegu koheselt. Elektrišoki see element on inimkeha.

Kondensaator või aku

Võime pikka aega hoida salvestatud eest annab suurepärase võimaluse kasutada seda andmekandja või energia salvestamise. Raadios, seda vara kasutatakse laialdaselt.

Vahetage aku kahjuks kondensaator ei suuda, sest see on omadus heakskiidu. Kogunenud nende energia ei ületa paarsada džauli. Aku saab salvestada suure elektritoite pikka aega, ja praktiliselt muutumatuks.