Kondenzator. Energija nabijenog kondenzatora

Od početka studije električne energije riješiti pitanje svoje akumulacije i očuvanje to je samo u 1745. Ewald Jurgen von Kleist i Pieter van Musschenbroek. Osnovani u nizozemski Leidenu uređaja dozvoljava da se akumuliraju električna energija

Leyden jar - prototip kondenzator. Njegova uporaba u fizičkim pokusima promiče proučavanje elektriciteta je daleko ispred moguće izraditi prototip električnom strujom.

Što je kondenzator

okupiti električni naboj i struju - glavna svrha kondenzatora. Tipično, sustav od dva izoliranih vodiča postavljene što je moguće bliže jedni drugima. Prostor između vodiča je ispunjen s dielektrika. Akumulirani naboj na odabranim vodiča heteronimskim. Objekt se nalazi nasuprot troškovi privlače promovira veću njegovu akumulaciju. Dielektrična daje dvostruku ulogu: više dielektrična konstanta, to je veća električna kapacitet, troškovi se ne mogu prevladati barijeru i neutralizirati.

Električni kapacitet - osnovna fizikalna veličina koja opisuje mogućnost da akumuliraju zadužen za kondenzator. Vodiči ploče nazivaju električno polje fokusira kondenzator između njih.

Energetska naplaćuje kondenzator, čini se da ovisi o njegovom kapacitetu.

električni kapacitet

Energetski potencijal čini moguće primijeniti (veliki električni kapacitet) od kondenzatora. Energija nabijenog kondenzatora se koristi za primjenu kratki trenutni puls ako je potrebno.

Na čemu vrijednosti ovise o električnim kapacitetom? Proces počinje s punjenja kondenzatora spaja svoje elektrode na polovima izvor struje. Akumulirati na jednom ploče naboja (vrijednost koja q) se uzima kao naboja na kondenzator. Koja se odvija u središtu između elektroda električno polje ima razlika potencijala U.

Električni kapacitet (C) ovisi o količini električne energije koja je koncentrirana na jednu vodiča i napon polja: C = q / U.

Ova vrijednost se mjeri u (F) faradi.

Kapacitet cijeloj Zemlji ne može se usporediti s kapacitet kondenzatora, čija veličina je oko prijenosno računalo. Akumulirana snažan naboj može se koristiti u struci.

Međutim, za spremanje neograničen broj električne energije na pločama nije moguće. Kada je napon povećava se može pojaviti maksimalna vrijednost kondenzatora sloma. Ploče su neutralizirani, što može dovesti do oštećenja uređaja. Energija nabijenom kondenzatora u ovom slučaju je u potpunosti u njegovoj toplini.

Količina energije

Grijanje kondenzatora je zbog pretvorbe električnog polja energije u unutrašnjosti. Sposobnost kondenzator za obavljanje posla na kretanje naboja ukazuje na prisutnost adekvatnu opskrbu električnom energijom. Da bi se utvrdilo koliko je velika energija naplaćuje kondenzator, razmotriti proces detente. električno polje napona U količina q naboja teče od jedne ploče na drugu. Po definiciji, polje rada jednak je umnošku potencijalne razlike u cijeloj količini naboja: A = Qu. Ovaj odnos vrijedi samo za konstantnu vrijednost napona, ali u tom procesu za pražnjenjem kondenzatora ploča je postupan pad u nulu. Da bi se izbjegla odstupanja, uzmemo njegov prosjek za U / 2.

Video: Energija nabijenom kondenzatora

Električni kapacitet iz formule su: q = CU.

Stoga, energija napunjenom kondenzatora može se odrediti prema formuli:

W = CU²/ 2.

Vidimo da je njegova magnituda je veća što je veći električni kapacitet i napon. Za odgovor na pitanje što je energija naplaćuje kondenzator, okrenuti svoje vrste.

vrste kondenzatora

Zbog energija električnog polja koncentrirana u kondenzatoru je izravno povezana s njegovom kapacitetu i kondenzator Operacija ovisi o njihovim strukturnim karakteristikama, koriste različite vrste pogona.

1. Oblik ploče: ravne, cilindrični, kuglaste, itd ...
2. Od promjena u kapacitetu: konstantan (kapacitet ne mijenja), varijable (modificiraju fizikalna svojstva, mijenja kapacitet), trimera. Promjena kapacitet može provesti promjenom temperature, mehanički ili napon. Električni kapacitet od kondenzator za ugađanje ploča mijenja područje promjene.
3. Prema dielektričnog tipa: plin, tekućina, krutina dielektrik.
4. Prema dielektrične srednje: staklo, papir, tinjac, metalizirane, keramički tankih filmova različitih smjesa.

Ovisno o vrsti razlike i drugih kondenzatora. Energija nabijenog kondenzatora ovisi o dielektrična svojstva. Glavna količina zove dielektrična. Električni kapacitet je izravno proporcionalna tome.

ploča kondenzator

Razmotrimo jednostavan uređaj za prikupljanje električnog naboja - stan kondenzator. To je fizički sustav koji se sastoji od dvije paralelne ploče između kojih je dielektrična sloj.

Oblik ploče mogu biti pravokutnog i kružnog oblika. Ako trebate primiti varijabilni kapacitet, ploča obično se naplaćuje obliku polu-diskova. Rotacija jedne elektrode u odnosu na drugu uzrokuje promjenu u području ploče.

Pretpostavimo li da je područje jedne ploče je S, a razmak između ploče uzeti jednak d, dielektrična punilo - &epsilon-. Električni kapacitet sustava ovisi samo o geometriji kondenzator.

C = &epsilon-&epsilon-₀S / d.

Energija ravnog kondenzatora

Vidimo da je kapacitet je direktno proporcionalna ukupnom površinom od jedne ploče i obrnuto proporcionalna udaljenosti između njih. Koeficijent proporcionalnosti - električna konstanta &epsilon-₀. Povećanje dielektrična konstanta dielektrika će povećati električni kapacitet. Smanjenje površine ploča pruža trimer kondenzatora. Električno polje energije naplaćuje kondenzator ovisi o geometrijskim parametrima.

Pomoću izračuna formulu: W = CU²/ 2.

Određivanje energije napunjena kondenzator planarni oblik provodi se prema formuli:

Video: Poyntingov vektor i energija kondenzatora

W = &epsilon-&epsilon-₀U S²/ (2d).

Korištenje kondenzatora

Sposobnost kondenzatora postepeno prikupljanje električnog naboja dovoljno brzo da ga dati se koristi u različitim područjima tehnologije.

Video: Kapacitet. kondenzator

Spoj s induktori mogu stvarati rezonantne krugove, filteri trenutne povratne krug.

Svjetiljke, omamljivanje u kojima je gotovo trenutna protočni kapacitet kondenzatora se koristi za stvaranje jake impulsa struje. kondenzator punjenja se odvija iz stalnog izvora struje. Sama djeluje kao element kondenzator, razbija krug. u suprotnom smjeru kroz lampe je iscjedak mali omski otpor gotovo odmah. Elektrošokovima taj element je ljudsko tijelo.

Kondenzator ili baterija

Sposobnost za dugo vremena zadržati pohranjeni naboj daje veliku priliku da ga koristi kao medija za pohranu ili energije za pohranu. U radio, ovo svojstvo se naširoko koristi.

Zamijenite bateriju, na žalost, kondenzator ne može, jer ima svojstvo iscjedak. Akumulirana njihova energija ne prelazi nekoliko stotina džula. Baterija se može pohraniti velike količine električne energije za dugo vremena, i gotovo bez gubitka.