Όπου οι χρεώσεις βρίσκονται σε φορτισμένο επίπεδο συμπυκνωτή. Φόρτιση του πυκνωτή από την πηγή συνεχούς EDC

Φορτίο πυκνωτή

Για να φορτίσετε τον συμπυκνωτή, είναι απαραίτητο να το ενεργοποιήσετε στην αλυσίδα DC. Στο ΣΧ. Το 1 δείχνει ένα κύκλωμα φορτίου πυκνωτή. Συμπυκνωτής με προσαρτημένο στους σφιγκτήρες της γεννήτριας. Χρησιμοποιώντας το κλειδί, μπορείτε να κλείσετε ή να σπάσετε την αλυσίδα. Εξετάστε λεπτομερώς τη διαδικασία της χρέωσης του πυκνωτή.

Η γεννήτρια έχει εσωτερική αντίσταση. Όταν το κλειδί είναι κλειστό, ο πυκνωτής χρεώνεται στην τάση μεταξύ των πιάτων ίση με το ε. d. s. Γεννήτρια: US \u003d Ε. Στην περίπτωση αυτή, η υποχρέωση, που συνδέεται με τον θετικό σφιγκτήρα της γεννήτριας, λαμβάνει μια θετική φόρτιση (+ q) και η δεύτερη ετικέτα λαμβάνει ισότιμη αρνητική φόρτιση (-q). Η ποσότητα χρέωσης Q είναι άμεσα ανάλογη με την χωρητικότητα του πυκνωτή και της τάσης στις πλάκες του: Q \u003d CUC

P είναι. ένας

Προκειμένου ο πυκνωτής να χρεωθεί, είναι απαραίτητο ένας από αυτούς να αποκτήσει και το άλλο έχει χάσει κάποια ποσότητα ηλεκτρονίων. Η μεταφορά ηλεκτρονίων από το ένα βύσμα στο άλλο εκτελείται στο εξωτερικό κύκλωμα της δύναμης ηλεκτρομαγνητικής δύναμης της γεννήτριας και η διαδικασία των κινούμενων φορτίων με την ίδια την αλυσίδα δεν είναι παρά ηλεκτρική ενέργεια, που ονομάζεται Χωρητικότητα φόρτισης Φορτώνω

Το ρεύμα φόρτισης στην τιμή είναι συνήθως τα χιλιοστά του δευτερολέπτου έως ότου η τάση στον συμπυκνωτή φτάσει στην τιμή ίση με την Ε. d. s. Γεννήτρια. Η γράφημα αύξησης τάσης στις πλάκες πυκνωτών στη διαδικασία του φορτίου του φαίνεται στο ΣΧ. 2, αλλά από την οποία μπορεί να φανεί ότι η τάση UC αυξάνεται ομαλά, πρώτα γρήγορα και τότε όλα είναι πιο αργά μέχρι να γίνει ίση με το e. d. s. Γεννήτρια Ε. Μετά από αυτό, η τάση στον συμπυκνωτή παραμένει αμετάβλητη.

Σύκο. 2. Τάση και τρέχοντα γραφικά κατά τη φόρτιση του πυκνωτή

Ενώ ο πυκνωτής φορτίζεται, ένα ρεύμα φόρτισης περνάει γύρω από την αλυσίδα. Ο φορτίο του ρεύματος φόρτισης φαίνεται στο ΣΧ. 2, β. Κατά την αρχική στιγμή, το ρεύμα φόρτισης έχει τη μεγαλύτερη αξία, επειδή η τάση στον συμπυκνωτή είναι ίση με το μηδέν και σύμφωνα με το ohm io io / e / ri, από το σύνολο e. d. s. Η γεννήτρια εφαρμόζεται στην αντίσταση RI.

Καθώς ο συμπυκνωτής φορτίζεται, δηλαδή, αυξάνεται εντατικά σε αυτό, για τη φόρτιση των τρεχουσών μειώσεων. Όταν είναι έντονος ένας πυκνωτής υπάρχει ήδη, η πτώση τάσης στην αντίσταση θα είναι ίση με τη διαφορά μεταξύ ε. d. s. Γεννήτρια και τάση στον συμπυκνωτή, δηλ. Ίσες e - u s. Επομένως, χρεώνομαι \u003d (E-UC) / Ri

Μπορεί να φανεί ότι με αύξηση της UC, το Zoor μειώνεται και με UC \u003d E, το ρεύμα φόρτισης καθίσταται μηδέν.

Η διάρκεια της διαδικασίας του πυκνωτή εξαρτάται από τις δύο μεγαλοπρέπεια:

1) από την εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας RI,

2) από τον πυκνωτή C.

Στο ΣΧ. 2 δείχνει χάρτες κομψών ρευμάτων για έναν συμπυκνωτή με χωρητικότητα 10 μF: καμπύλη 1 αντιστοιχεί στη διαδικασία φόρτισης από τη γεννήτρια με e. d. s. E \u003d 100 V και με εσωτερική αντίσταση Ri \u003d 10 ohms, καμπύλη 2 αντιστοιχεί στη διαδικασία φόρτισης από τη γεννήτρια με το ίδιο e. Με, αλλά με λιγότερη εσωτερική αντίσταση: Ri \u003d 5 ohms.

Από τη σύγκριση αυτών των καμπυλών μπορεί να φανεί ότι με μικρότερη εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας, η ισχύς του κομψού ρεύματος κατά την αρχική στιγμή είναι μεγαλύτερη και επομένως η διαδικασία χρέωσης είναι ταχύτερη.

Σύκο. 2. Φόρτιση των σημερινών διαγραμμάτων με διαφορετικές αντιστάσεις

Στο ΣΧ. Το Σχήμα 3 είναι μια σύγκριση των καρτεχνημάτων των ρευμάτων φορτίου κατά τη φόρτιση από την ίδια γεννήτρια με το e. d. s. Ε \u003d 100 V και εσωτερική αντίσταση RI \u003d 10 ohms δύο πυκνωτές διαφορετικής χωρητικότητας: 10 μF (καμπύλη 1) και 20 μF (καμπύλη 2).

Το μέγεθος του αρχικού ρεύματος φόρτισης IO ZA \u003d E / RI \u003d 100/10 \u003d 10 Α είναι το ίδιο και για τους δύο πυκνωτές, καθώς ο πυκνωτής μεγαλύτερης χωρητικότητας συσσωρεύεται μεγαλύτερη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, το ρεύμα φόρτισης πρέπει να περάσει περισσότερο και τη χρέωση η διαδικασία είναι μεγαλύτερη.

Σύκο. 3. Φόρτιση ρευμάτων φόρτισης σε διαφορετικές δεξαμενές

Εκκένωση συμπυκνωτή

Αποσυνδέστε τον φορτισμένο συμπυκνωτή από τη γεννήτρια και συνδέστε την αντίσταση των πλακών.

Στις πλάκες συμπυκνωτή υπάρχει μια τάση U C, έτσι σε ένα κλειστό ηλεκτρική αλυσίδα Ροές ρεύματος, που ονομάζεται ασυδοσία απόρριψης δυναμικού i div.

Το ρεύμα πηγαίνει από το θετικό θετικό συμπυκνωτή μέσω της αντίστασης στην αρνητική γείωση. Αυτό αντιστοιχεί στη μετάβαση των πλεονάζων ηλεκτρόνων με αρνητική επίθεση επί του θετικού, όπου λείπουν. Η διαδικασία της σειράς RAM εμφανίζεται μέχρις ότου οι δυναμικές και των δύο πλακών είναι ίσες, δηλαδή η πιθανή διαφορά μεταξύ τους θα είναι μηδέν: UC \u003d 0.

Στο ΣΧ. 4, αλλά παρουσιάζεται ένα γράφημα μιας μείωσης τάσης στον συμπυκνωτή όταν εκκενώνεται από την τιμή του UC O \u003d 100 V έως το μηδέν και η τάση μειώνεται πρώτα γρήγορα και στη συνέχεια πιο αργά.

Στο ΣΧ. 4, B δείχνει ένα γράφημα της αλλαγής ρεύματος εκκένωσης. Η ισχύς του ρεύματος εκφόρτισης εξαρτάται από την αξία της αντίστασης R και σύμφωνα με το νόμο της OMA I, της φωνής \u003d UC / R

Σύκο. 4. Γραφήματα τάσης και τρέχουσας κατά την εκκένωση του συμπυκνωτή

Κατά την αρχική στιγμή, όταν η τάση του πυκνωτή είναι η μεγαλύτερη, η χωρητικότητα του ρεύματος εκκένωσης είναι επίσης το μεγαλύτερο και το ρεύμα εκκένωσης μειώνεται κατά τη διάρκεια της απόρριψης. Στο UC \u003d 0, το ρεύμα εκκένωσης σταματά.

Η διάρκεια της απόρριψης εξαρτάται:

1) από την χωρητικότητα του πυκνωτή με

2) Από το μέγεθος της αντίστασης R, στο οποίο εκκενώνεται ο πυκνωτής.

Η πιο αντίσταση R, η πιο αργή θα αποφορτιστεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι με μεγάλη αντίσταση, η ισχύς του ρεύματος εκκένωσης είναι μικρή και η ποσότητα χρέωσης στις πλάκες συμπυκνωτή είναι αργή.

Αυτό μπορεί να δειχθεί στα χρονοδιαγράμματα του ρεύματος εκκένωσης του ίδιου συμπυκνωτή που έχει χωρητικότητα 10 μF και φορτισμένη στην τάση 100 V, σε δύο διαφορετικές τιμές αντοχής (Εικ. 5): καμπύλη 1 - με R \u003d 40 ohm, I orazr \u003d uc o / r \u003d 100/40 \u003d 2,5 Α και καμπύλη 2 - στα 20 ohm i orazr \u003d 100/20 \u003d 5 Α.

Σύκο. 5. Γραφήματα ρευμάτων εκκένωσης με διαφορετικές αντιστάσεις

Η απόρριψη εμφανίζεται πιο αργά όταν η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι μεγάλη. Αποδεικνύεται ότι, με μεγαλύτερη χωρητικότητα στον πυκνωτή, υπάρχει μεγαλύτερη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας (μεγαλύτερη χρέωση) και η χρέωση της χρέωσης θα απαιτήσει μεγαλύτερη χρονική περίοδο. Αυτό εμφανίζει σαφώς γραφήματα ρευμάτων εκφόρτισης για δύο πυκνωτές δεξαμενής βροχής, φορτισμένους σε μία και την ίδια τάση 100 V και να αποφορτιστεί στην αντίσταση R \u003d 40 ohms (Σχήμα 6: καμπύλη 1 - για έναν συμπυκνωτή 10 μF και καμπύλη 2 - για τον πυκνωτή 20 ICF).

Σύκο. 6. Γραφήματα ρευμάτων εκκένωσης σε διαφορετικές δεξαμενές

Από τις εξεταζόμενες διαδικασίες, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το κύκλωμα με το ρεύμα του συμπυκνωτή περνά μόνο στις στιγμές φόρτισης και εκφόρτησης, όταν το άγχος στις επιχρυσωμένες αλλαγές.

Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι όταν η αλλαγή τάσης αλλάζει την τιμή της φόρτισης στις πλάκες και αυτό απαιτεί την κυκλοφορία χρεώσεων φόρτισης, δηλαδή το κύκλωμα πρέπει να περάσει το ηλεκτρικό ρεύμα. Ο φορτισμένος πυκνωτής δεν χάσει το σταθερό ρεύμα, καθώς η διηλεκτρική μεταξύ των πλακών του ανοίγει την αλυσίδα.

Ενεργειακός συμπυκνωτής

Στη διαδικασία χρέωσης, ο πυκνωτής συσσωρεύεται ενέργεια για να το πάρει από τη γεννήτρια. Όταν η εκφόρτιση του πυκνωτή, όλη η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου πηγαίνει σε θερμική ενέργεια, δηλ. Πηγαίνει για να θερμανθεί η αντίσταση μέσω της οποίας εκκενώνεται ο πυκνωτής. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή και της τάσης στις πλάκες του, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου του συμπυκνωτή. Η ενέργεια του οποίου έχει έναν πυκνωτή με χωρητικότητα C, χρεώνεται στην τάση u, είναι: w \u003d w c \u003d cu 2/2

Παράδειγμα. Συμπυκνωτής C \u003d 10 μf φορτίζεται στην τάση U B \u003d 500 V. Προσδιορίστε την ενέργεια που επισημαίνεται στο πέπλο θερμότητας στην αντίσταση μέσω της οποίας ο πυκνωτής εκκενώνεται.

Απόφαση. Αποστραγγίστε όλη την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη από τον πυκνωτή θα πάει σε θερμική. Επομένως, W \u003d W C \u003d Cu 2/2 \u003d (10 χ 10-6 x 500) / 2 \u003d 1,25 J.

Πυκνωτής - Αυτό είναι ένα στοιχείο ενός ηλεκτρικού κυκλώματος που μπορεί να συσσωρευτεί ηλεκτρικό φορτίο. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του πυκνωτή είναι η περιουσία του όχι μόνο για τη συσσώρευση, αλλά και να δώσει μια χρέωση και σχεδόν αμέσως.

Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο μεταγωγής, η τάση στον συμπυκνωτή δεν μπορεί να αλλάξει το άλμα. Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιείται ενεργά σε διάφορα φίλτρα, σταθεροποιητές, ενσωματώματα αλυσίδων, ταλαντευτικά περιγράμματα και τα λοιπά.

Το γεγονός ότι η τάση δεν μπορεί να αλλάξει αμέσως, μπορείτε να βεβαιωθείτε για τον τύπο

Εάν η τάση κατά τη στιγμή της μετάδοσης άλλαξε με ένα άλμα, αυτό θα σήμαινε ότι ο ρυθμός αλλαγής du / dt \u003d ∞, ο οποίος στη φύση δεν μπορεί να είναι, καθώς θα απαιτούσε η πηγή άπειρης εξουσίας.

Διαδικασία φόρτισης του κατέρματος

Το διάγραμμα δείχνει RC - μια αλυσίδα (ενσωμάτωση), τροφοδοτείται από Μόνιμη πηγή Θρέψη. Όταν το κλειδί είναι κλειστό στη θέση 1, φορτίζεται ένας πυκνωτής. Το τρέχον περνά μέσα από την αλυσίδα: "Plus" αντίσταση προέλευσης - συμπυκνωτή - πηγή "μείον".

Η τάση στις πλάκες συμπυκνωτή ποικίλλει ανάλογα με τον εκθετικό νόμο. Το ρεύμα που ρέει μέσω του πυκνωτή αλλάζει επίσης στον εκθέτη. Επιπλέον, αυτές οι αλλαγές μετατρέπονται, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση, όσο μικρότερη είναι το ρεύμα που ρέει μέσω του συμπυκνωτή. Όταν η τάση στον συμπυκνωτή είναι ίση με την τάση πηγής, η διαδικασία φόρτισης θα σταματήσει και το ρεύμα στην αλυσίδα θα σταματήσει να ρέει.

Τώρα, αν αλλάζουμε το κλειδί στη θέση 2, τότε το ρεύμα θα εισέλθει σε αντιθετη πλευρα, Δηλαδή, γύρω από την αλυσίδα: ένας συμπυκνωτής - μια αντίσταση - "μείον" πηγή. Έτσι, ο πυκνωτής εκκενώνεται. Η διαδικασία θα είναι επίσης εκθετική.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό αυτής της αλυσίδας είναι ένα έργο Rcτι άλλο καλείται χρονικό διάστηματ . Κατά τη διάρκεια του χρόνου Τ, ο συμπυκνωτής φορτίζεται ή απορρίπτεται κατά 63%. Για 5 τ, ο συμπυκνωτής δίνει ή παίρνει εντελώς τη χρέωση.

Από τη θεωρία, στρέφουμε στην πρακτική. Πάρτε έναν συμπυκνωτή με 0,47 IGF και μια αντίσταση με ένα PAR 10 COM.

Υπολογίστε τον κατά προσέγγιση χρόνο για τον οποίο πρέπει να χρεωθείτε ο συμπυκνωτής.

Τώρα θα συλλέξουμε αυτό το σχέδιο στο Multisim και θα προσπαθήσουμε να τροποποιήσετε

Το συλλεγμένο σχήμα, θερμαίνεται από την μπαταρία 12 V. αλλάζοντας τη θέση του διακόπτη S1, πρώτα φορτίζουμε και στη συνέχεια εκφορτίζουμε τον συμπυκνωτή μέσω της αντίστασης R \u003d 10 COM. Προκειμένου να δείτε το έργο του προγράμματος να εξετάσει το παρακάτω βίντεο.

Αποτελείται από δύο πλάκες (ή πλάκες), που βρίσκονται πριν από την άλλη και κατασκευασμένα από αγώγιμο υλικό. Υπάρχει ένα μονωτικό υλικό μεταξύ των πλακών, που ονομάζεται διηλεκτρικός (Σχήμα 4.1). Τα απλούστερα διηλεκτρικά είναι αέρας, χαρτί, μαρμαρυγία κλπ.

Σύκο. 4.1.

Συμπυκνωτής φόρτισης

Η κύρια ιδιοκτησία του πυκνωτή είναι η ικανότητά του να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρικής χρέωσης.
Στο ΣΧ. 4.2 (α) απεικονίζουν ένα διάγραμμα στο οποίο ο πυκνωτής συνδέεται μέσω του κλειδιού με την πηγή τροφοδοσίας. Όταν το κλειδί είναι κλειστό (Εικ. 4.2 (β)), ο θετικός πόλος της πηγής "αντλείται από τα ηλεκτρόνια από την επένδυση Α και αποκτά θετική χρέωση. Ο αρνητικός πόλος της τροφοδοσίας εν τω μεταξύ "προμηθεύει" ηλεκτρόνια στον λαμπτήρα μέσα, ως αποτέλεσμα της οποίας αποκτά αρνητικό φορτίο, με απόλυτη τιμή ίση με τη θετική χρέωση της επιμετάλλωσης Α. Μια τέτοια ροή ηλεκτρόνων είναι Ονομάζεται το ρεύμα φόρτισης. Συνεχίζει να ρέει μέχρι η τάση στον συμπυκνωτή να είναι ίση με την τροφοδοσία ρεύματος της τροφοδοσίας. Σε αυτή την περίπτωση, λέγεται ότι ο συμπυκνωτής είναι πλήρως φορτισμένος. Το ηλεκτρικό φορτίο δηλώνεται με το γράμμα Q και η τιμή του μετριέται στα συρροή (CL).

Σύκο. 4.2.

Όταν ο πυκνωτής φορτίζεται, υπάρχει μια πιθανή διαφορά μεταξύ των πλακών της και επομένως το ηλεκτρικό πεδίο.
Εάν αυτή τη στιγμή, όταν ο πυκνωτής έχει ήδη χρεωθεί, χειριστεί το κλειδί (Εικ. 4.2 (Β)), ο πυκνωτής θα αποθηκεύσει τη φόρτιση. Σε αυτή την περίπτωση, ένα ηλεκτρικό πεδίο εμφανίζεται μέσα στο διηλεκτρικό μεταξύ των πλακών. Όταν η απόρριψη του πυκνωτή μέσω της αντίστασης φορτίου (Εικ. 4.2 (D)), η ηλεκτρική μονάδα εξαφανίζεται.

Συμπυκνωτής χωρητικότητας

Η ικανότητα του πυκνωτή να συσσωρευτεί ένα ηλεκτρικό φορτίο ονομάζεται δοχείο και η τιμή αυτού του δοχείου υποδεικνύεται από το γράμμα C και μετράται στους Farades (F). Το Farad είναι μια πολύ μεγάλη μονάδα εμπορευματοκιβωτίων και επομένως δεν χρησιμοποιείται πρακτικά. Οι κλασματικές μονάδες χρησιμοποιούνται συχνότερα:

1 Microforad (ICF) = F \u003d 10 -6 f,

1 picofarad (pf) \u003d Icf = 10 -6 mkf. = 10 -12 F.

Η χωρητικότητα της χωρητικότητας αυξάνεται με την αύξηση της περιοχής των πλακών και μειώνεται με την αύξηση της απόστασης μεταξύ τους.
Για παράδειγμα, με αύξηση στις πλάκες των πλακών, δύο φορές η χωρητικότητα αυξάνεται επίσης δύο φορές. Εάν διπλασιάσετε την απόσταση μεταξύ των πλακών, το δοχείο θα είναι διπλάσιο.

Χρέωση επικοινωνίας, χωρητικότητα και τάση

Εάν ο πυκνωτής χρεώνεται στη δυνητική διαφορά V, η χρέωσή του καθορίζεται από τον τύπο Q \u003d CV

όπου με εκφράζεται στα Farades, V - σε Volta και Q - στα Coulons. Μετατρέποντας αυτόν τον τύπο, παίρνουμε:

Ενεργειακός συμπυκνωτής

Η ενέργεια W, που αποθηκεύεται από τον πυκνωτή, καθορίζεται από τον τύπο

Όπου W εκφράζεται σε Joules, C - στα Farades, και V - στο Volta.

Παράλληλη και επακόλουθη σύνδεση των πυκνωτών

Εάν δύο πυκνωτής, C1 και C2 συνδέονται παράλληλα (Σχήμα 4.3 (α)), η προκύπτουσα ικανότητα μιας τέτοιας ένωσης ισούται με το άθροισμα των δοχείων αυτών των πυκνωτών:

Εάν οι συμπυκνωτές είναι συνδεδεμένοι διαδοχικά (Εικ. 4.3 (β)), η προκύπτουσα ικανότητα του STO αποδεικνύεται ότι είναι μικρότερη από την ικανότητα οποιουδήποτε από τους πυκνωτές, εκφράζομαι ο τύπος

Για παράδειγμα, εάν C1 \u003d C2, η προκύπτουσα ικανότητα της διαδοχικής ένωσης είναι ίση με τη μισή χωρητικότητα οποιουδήποτε από τους πυκνωτές:

Τάση στους διαδοχικά συνδεδεμένους πυκνωτές

Στο διάγραμμα που φαίνεται στο ΣΧ. 4.4, C1 και C2 Οι πυκνωτές συνδέονται διαδοχικά και συνδέονται με την πηγή. σταθερή τάση Vt. Η συνολική τάση του VT θα χωριστεί μεταξύ C1 και C2 κατά τρόπο ώστε να υπάρχει περισσότερη τάση στον πυκνωτή μικρότερης χωρητικότητας,

Σύκο. 4.3. Παράλληλη (α) και συνεπή (β) σύνδεση συμπυκνωτή.

και αντίστροφα.

Το άθροισμα V1 (τάση στο C1) και V2 (τάση στο C2) είναι πάντα ίσο με τη συνολική τάση VT.
Γενικά, όταν αρκετοί πυκνωτές συνδέονται διαδοχικά συνδεδεμένοι με μια πηγή DC, η τάση σε κάθε ένα από τους πυκνωτές είναι αντιστρόφως ανάλογος με το δοχείο του. Για Διαδοχική σύνδεση Δύο πυκνωτές τάσης στο C1 και C2 είναι αντίστοιχα ίσοι

Παράδειγμα 1.

Ορίζουμε την προκύπτουσα χωρητικότητα του κυκλώματος που φαίνεται στο ΣΧ. 4.5. Το προκύπτον δοχείο της παράλληλης σύνδεσης είναι ίσο με

C2 + C3 \u003d 10 + 20 \u003d 30 pf

Επειδή το δοχείο C1 είναι επίσης 30 pf, τότε η προκύπτουσα χωρητικότητα ολόκληρου του κυκλώματος είναι ½ * 30 \u003d 15 pf.

Σύκο. 4.6. Σύκο. 4.7.

Παράδειγμα 2.

Πού η τάση στο C2 είναι 30 - 20 \u003d 10 V.

Τάση εργασίας

Οποιοσδήποτε πυκνωτής χαρακτηρίζεται από κάποια μέγιστη τάση, η οποία υπερβαίνει μια διηλεκτρική κατανομή. Αυτή η τάση ονομάζεται μια εργασία ή ονομαστική τάση πυκνωτή και η τάση που παρέχεται στον συμπυκνωτή σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να υπερβαίνει. Όταν χρησιμοποιείτε έναν πυκνωτή σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, η τιμή τάσης πλάτους στην αλυσίδα δεν πρέπει επίσης να υπερβαίνει την τάση λειτουργίας του πυκνωτή. Η τάση λειτουργίας για τη μπαταρία των πυκνωτών που συνδέεται παράλληλα είναι η μικρότερη από τις λειτουργικές τάσεις των πυκνωτών που περιλαμβάνονται στο κύκλωμα, για παράδειγμα, η τάση λειτουργίας για το κύκλωμα που φαίνεται στο ΣΧ. 4.7, ίση με 25 V.
Για τους συμπυκνωτές, συνδέονται διαδοχικά, η τάση εργασίας είναι πιο δύσκολη. Εξετάστε το σχήμα στο ΣΧ. 4.8. Ο συμπυκνωτής C1 (1 μF, η τάση λειτουργίας VRAN \u003d 25 V) συνδέεται σε σειρά με έναν πυκνωτή C2 (10 μF, VRAB \u003d 10 V). Δεδομένου ότι ο συμπυκνωτής C1, ο οποίος έχει μικρότερη χωρητικότητα, θα καθορίσει μεγαλύτερη τάση από ό, τι στο C2, κατόπιν κατά τον υπολογισμό πρέπει, πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η τάση εργασίας του συμπυκνωτή C1, ίσο με 25 V. Έτσι, V1 \u003d 25 V. Σχέσεις V1 / V2 \u003d C1 / C2 Ακολουθούν ότι

Δεδομένου ότι η τάση λειτουργίας του συμπυκνωτή C2 είναι υψηλότερη από το V2, η τάση λειτουργίας αυτής της μπαταρίας των πυκνωτών είναι 25 + 2,5 \u003d 27,5 V.
Πρέπει να σημειωθεί ότι εάν η τάση εργασίας του πυκνωτή ήταν ίση, για παράδειγμα, 2 Β, όπως φαίνεται στο ΣΧ. 4.9, τότε θα χρεώσει

Σύκο. 4.8. Σύκο. 4.9.

Σύκο. 4.10. Σύκο. 4.11. Επαγωγέας

Στο επίπεδο τάσης λειτουργίας πριν από την τάση στον συμπυκνωτή C1 θα φτάσει τα 25 V. Εδώ είναι ο υπολογισμός για την περίπτωση αυτή:
V2 \u003d 2 V, τότε.

Κατά συνέπεια, η τάση εργασίας μιας τέτοιας μπαταρίας θα είναι 20 + 2 \u003d 22 V.

Παράδειγμα 3.

Συμπυκνωτές C1 και C2 που φαίνονται στο ΣΧ. 4.10, έχουν κάθε τάση εργασίας 60 V. Τι Μέγιστη τάση Μπορεί να εφαρμοστεί σε αυτό το σχήμα;

Απόφαση
Δεδομένου ότι ο πυκνωτής C1 θα δημιουργήσει υψηλότερη τάση από ό, τι στον συμπυκνωτή C2, η τάση σε αυτό νωρίτερα θα φτάσει στο επίπεδο τάσης λειτουργίας. Στο v1 \u003d 60 in

Η μέγιστη τάση που μπορεί να υποβληθεί σε αυτό το σχήμα είναι 60 + 20 \u003d 80 V.

Σε αυτό το βίντεο, περιγράφεται για την έννοια ενός συμπυκνωτή:

Κάλυμμα

Εκπαιδευτικός και μεθοδικός οδηγός για Εργαστηριακή εργασία № 3.3

Στην πειθαρχία "Φυσική"

Βλαδιβοστόκ.

Τίτλος

Υπουργείο Παιδείας και Επιστήμης της Ρωσικής Ομοσπονδίας

Σχολή Φυσικών Επιστημών

Μελέτη των διαδικασιών φόρτισης και εκφόρτωσης. Προσδιορισμός της ικανότητας του πυκνωτή

Βλαδιβοστόκ.

Άπω Ανατολικό Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο

____________________________________________________________________________________________________________

Τίτλος Τίτλου

UDC 53 (O76.5)

Συγκέντρωση από: O.V. Plotnikova

Μελέτη των διαδικασιών φόρτισης και εκφόρτωσης. Προσδιορισμός της χωρητικότητας του πυκνωτή:Εκπαιδευτικές και μέθοδοι. Εγχειρίδιο για εργαστηριακές εργασίες αριθ. 3.3 στην πειθαρχία "Φυσική" / Άπω Ανατολικό Πανεπιστήμιο, Σχολή Φυσικών Επιστημών [Κόστος. O.V. Plotnikova]. - Vladivostok: Farnevost. ομοσπονδιακός Πανεπιστήμιο, 2013. - S.

Το εγχειρίδιο που προετοιμάζεται στο Τμήμα Γενικής Φυσικής Σχολικής Φυσικής Επιστημών της FEFU περιέχει ένα σύντομο θεωρητικό υλικό για το θέμα "Ηλεκτρική χωρητικότητα. Πυκνωτές "και ενημέρωση στην εφαρμογή εργαστηριακής εργασίας" Μελέτη των διαδικασιών χρέωσης και εκφόρτωσης. Προσδιορισμός της χωρητικότητας του πυκνωτή "στην πειθαρχία" φυσική ".

Για τους φοιτητές-Bachelors του FEFU.

UDC 53 (O76.5)

© FGOUOU VPO "DVFU", 2013

Σκοπός της εργασίας:Πειραματική επιβεβαίωση των νόμων που περιγράφουν τις διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτιση του πυκνωτή, προσδιορίζοντας τη χρονική σταθερά του ηλεκτρικού κυκλώματος, προσδιορίζοντας την άγνωστη χωρητικότητα του πυκνωτή.

Σύντομη θεωρία

Ηλεκτρική ενέργεια.

Οι αγωγοί είναι ουσίες που περιέχουν μεγάλο αριθμό ελεύθερων φορτισμένων σωματιδίων. Στους μεταλλικούς αγωγούς, υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια με τέτοια σωματίδια, σε ηλεκτρολύτες - θετικά και αρνητικά ιόντα, σε ιονισμένα αέρια και ηλεκτρόνια.

Εάν θεωρούμε τον αγωγό, δίπλα στο οποίο δεν υπάρχουν άλλοι αγωγοί, τότε ονομάζεται μοναχικός. Η εμπειρία δείχνει ότι η δυνατότητα ενός απομονωμένου αγωγού είναι άμεσα ανάλογη με τη χρέωση. Η αναλογία που αναφέρθηκε από τον αγωγό στα δυναμικά του ονομάζεται ηλεκτρική χωρητικότητα του αγωγού (ή απλά χωρητικότητα):

Έτσι, η χωρητικότητα καθορίζεται από την αξία της επιβάρυνσης, η οποία πρέπει να ενημερώνεται από τον αγωγό να αυξήσει το δυναμικό ανά μονάδα.

Η χωρητικότητα εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα του αγωγού, από τη διηλεκτρική διαπερατότητα του μέσου, από την παρουσία ενός αριθμού άλλων αγωγών και δεν εξαρτάται από την επιβάρυνση ή το δυναμικό. Έτσι, για μια απομονωμένη αγώγιμη σφαίρα ακτίνας R, η χωρητικότητα είναι ίση με:

C \u003d 4πρεθρο 0 R. (επειδή το δυναμικό φ \u003d
).

Εδώ ε είναι η διηλεκτρική διαπερατότητα του μέσου, ε 0 - ηλεκτρική σταθερά.

Η μονάδα δεξαμενής στο σύστημα Si ονομάζεται Farada (F). 1F \u003d 1. .

Πυκνωτές.

Όχι μόνο μεμονωμένους αγωγούς, αλλά και το σύστημα αγωγών έχουν ένα δοχείο. Ένα σύστημα που αποτελείται από δύο αγωγούς που διαχωρίζεται από ένα διηλεκτρικό στρώμα ονομάζεται συμπυκνωτής. Οι αγωγοί σε αυτή την περίπτωση ονομάζονται πλάκες συμπυκνωτή. Οι χρεώσεις στις πλάκες έχουν αντίθετα σημάδια, αλλά στην ενότητα - το ίδιο. Σχεδόν όλο το πεδίο πυκνωτή συμπυκνώνεται μεταξύ των πλακών και.

Η χωρητικότητα του πυκνωτή ονομάζεται μέγεθος

C \u003d. , (1)

όπου το Q είναι η απόλυτη τιμή του φορτίου μιας από τις πλάκες, το U είναι η διαφορά πιθανής πιθανότητας (τάση) μεταξύ των πλακών.

Ανάλογα με τη μορφή των πλακών, οι πυκνωτές είναι επίπεδες, σφαιρικές, κυλινδρικές.

Βρίσκουμε το δοχείο ενός επίπεδου πυκνωτή, οι πλάκες των οποίων έχουν την περιοχή S εντοπίζονται σε απόσταση D και ο χώρος μεταξύ των πλακών γεμίζεται με διηλεκτρικό με διηλεκτρική σταθερά ε.

Εάν η πυκνότητα επιφανειακής πυκνότητας στις πλάκες είναι ίση με τη σ (σ \u003d), τότε η ένταση του πεδίου πυκνωτή (το πεδίο θεωρείται ομοιογενές) είναι ίση με:

E \u003d. =

Η πιθανή διαφορά μεταξύ των πλακών συνδέεται με την αντοχή στον τομέα: E \u003d όπου έχουμε u \u003d ed \u003d =

Χρησιμοποιώντας τον τύπο (1), λαμβάνουμε την έκφραση για το δοχείο ενός επίπεδου συμπυκνωτή:

C \u003d. (2)

Σύνδεση crontessor.

Χρησιμοποιούνται δύο κύριοι τύποι σύνδεσης: διαδοχικοί και παράλληλοι.

Με μια παράλληλη ένωση (Εικ. 1), η συνολική χωρητικότητα της μπαταρίας είναι ίση με το άθροισμα των δοχείων όλων των πυκνωτών:

Με κοινό. \u003d C 1 + C 2 + C 3 + ... \u003d σC i. (3)

Με μια διαδοχική ένωση (Εικ. 2), η τιμή, η αντίστροφη γενική χωρητικότητα, ισούται με την ποσότητα των ποσοτήτων, αντίστροφα τα δοχεία όλων των πυκνωτών:

. (4)

Εάν οι συμπυκνωτές με την ίδια χωρητικότητα C συνδέονται διαδοχικά, τότε η συνολική χωρητικότητα: με κοινή. \u003d.

Σύκο. 1. Πινακοθήκη. Σύκο. 2. Συνδέστε τη σύνδεση

Την ενέργεια του συμπυκνωτή.

Εάν η διαδικασία φόρτισης του πυκνωτή είναι αργή (οιονεί σταθερή), τότε μπορούμε να υποθέσουμε ότι σε κάθε φορά το δυναμικό οποιασδήποτε από τις πινακίδες πυκνωτών σε όλα τα σημεία των ίδιων. Με την αυξανόμενη χρέωση στην αξία της εργασίας DQ εκτελείται
όπου η τιμή στιγμής τάσης μεταξύ των πλακών πυκνωτών. Λαμβάνοντας υπ 'όψιν ότι
Παίρνουμε:
. Εάν η χωρητικότητα δεν εξαρτάται από την τάση, τότε αυτή η εργασία πηγαίνει σε αύξηση της ενέργειας του συμπυκνωτή. Ενσωμάτωση αυτής της έκφρασης, έχουμε:

,

Όπου w είναι η ενέργεια του συμπυκνωτή, το U είναι η τάση μεταξύ του επιχρυσμένου πυκνωτή.

Χρησιμοποιώντας τη σχέση μεταξύ φόρτισης, χωρητικότητας του πυκνωτή και της τάσης, είναι δυνατόν να υποβάλετε μια έκφραση για την ενέργεια ενός φορτισμένου συμπυκνωτή σε άλλους τύπους:

. (5)

Quasi-στατικά ρεύματα. Διαδικασίες φόρτισης και εκκένωσης.

Κατά τη φόρτιση ή την εκχύλιση ενός πυκνωτή στο κύκλωμα συμπυκνωτή ρέει ρεύμα. Εάν συμβαίνουν πολύ αργά οι τρέχουσες αλλαγές, δηλαδή κατά τη δημιουργία ηλεκτρικής ισορροπίας στο κύκλωμα της αλλαγής του τρέχοντος και E.D. Τα εμπορικά κέντρα, οι νόμοι DC μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό των άμεσων τιμών τους. Αυτά τα αργά μεταβαλλόμενα ρεύματα ονομάζονται quasi-starsary.

Δεδομένου ότι ο ρυθμός δημιουργίας ηλεκτρικής ισορροπίας είναι μεγάλος, υπό την έννοια των οιονεί στατικών ρευμάτων, οι διαδικασίες είναι αρκετά γρήγορες στη συνήθη κατανόηση: εναλλασσόμενο ρεύμα, πολλές ηλεκτρικές ταλαντώσεις που χρησιμοποιούνται στη ραδιοφωνική μηχανική. Τα κυριαρχικά είναι τα τέλη χρέωσης ή εκφόρτωσης πυκνωτή.

Εξετάστε την ηλεκτρική αλυσίδα, η συνολική αντίσταση της οποίας υποδηλώνουμε R. Το κύκλωμα περιέχει έναν πυκνωτή με χωρητικότητα συνδεδεμένη σε μια πηγή τροφοδοσίας με eds. Ε (Εικ. 3).

Σύκο. 3. Διαδικασίες χρέωσης και εκφόρτωσης.

Συμπυκνωτής φόρτισης. Εφαρμόζοντας στο περίγραμμα ε RC1ε ο δεύτερος κανόνας του Kirchhoff, έχουμε:
,

Όπου i, u είναι οι στιγμιαίες τιμές της τάσης ρεύματος και τάσης στον συμπυκνωτή (η κατεύθυνση της παράκαμψης κυκλώματος υποδεικνύεται από το βέλος).

Λαμβάνοντας υπ 'όψιν ότι
,
Μια μεταβλητή εξίσωση μπορεί να φέρεται:

.

Εισάγουμε μια νέα μεταβλητή:
. Στη συνέχεια, η εξίσωση θα καταγραφεί:

.

Κοινή χρήση μεταβλητών και διαμόρφωσης, έχουμε:
.

Για να προσδιορίσετε τη σταθερά και να χρησιμοποιήσετε τις αρχικές συνθήκες:

t \u003d 0, u \u003d 0, u \u003d - ε. Στη συνέχεια, έχουμε: a \u003d - ε. Επιστρέφοντας στη μεταβλητή
, Παίρνω τελικά για την τάση στον συμπυκνωτή, την έκφραση:

. (6)

Με την πάροδο του χρόνου, η τάση στον συμπυκνωτή μεγαλώνει, ασυμπτωματικά πλησιάζοντας το E.D. Πηγή (Εικ. 4, Ι.).

Εκκενώστε τον συμπυκνωτή.Για το περίγραμμα CR2C, σύμφωνα με τον δεύτερο κανόνα Kirchhoff: Ri \u003d u. Χρησιμοποιούμε επίσης:

, ΕΓΩ.
(τρέχουσες ροές προς την αντίθετη κατεύθυνση).

Μελετώντας τη μεταβλητή u, έχουμε:

. Ενσωμάτωση, έχουμε:
.

Συνεχής ενσωμάτωση Β ορίζουμε από τις αρχικές συνθήκες: t \u003d 0, u \u003d ε. Στη συνέχεια, έχουμε: B \u003d ε.

Για τάση στον συμπυκνωτή, θα λάβουμε τελικά:

. (7)

Με την πάροδο του χρόνου, η τάση πέφτει, πλησιάζοντας το 0 (Εικ. 4, ii).

Σύκο. 4. Ο πυκνωτής διαγράμματος φόρτισης (i) και η εκκένωση (II) πυκνωτής.

Σταθερός χρόνος. Η φύση της ροής των διαδικασιών χρέωσης και εκκένωσης (ηλεκτρική ίδρυση ισορροπίας) εξαρτάται από την τιμή:

, (8)

που έχει τη διάσταση του χρόνου και ονομάζεται χρονική σταθερά του ηλεκτρικού κυκλώματος. Η χρονική σταθερά δείχνει τι ώρα μετά την έναρξη της εκκένωσης του συμπυκνωτή, η τάση μειώνεται σε e φορές (e \u003d 2,71).

Θεωρία της μεθόδου

Προβολή έκφρασης (7):

(Έλαβα υπόψη ότι rc \u003d τ).

Το γράφημα εξάρτησης LNU από την Τ (γραμμική εξάρτηση) εκφράζεται από μια ευθεία γραμμή (εικ. 5), διασχίζοντας τον άξονα Υ (LNU) σε ένα σημείο με συντεταγμένες (0, lnΕ). Γωνιακό συντελεστή αυτού του χρονοδιαγράμματος και θα καθορίσει τη χρονική σταθερά της αλυσίδας:
, Τοποθεσία:

. (9)

Σύκο. 5. Η εξάρτηση του φυσικού λογαρίθμου της έντασης από την ώρα που ο συμπυκνωτής εκκενώνεται

Χρησιμοποιώντας φόρμουλες:
και
, μπορεί να ληφθεί ότι για το ίδιο χρονικό διάστημα
:
.

Από εδώ:
. (10)

Πειραματική εγκατάσταση

Η εγκατάσταση αποτελείται από ένα κύριο μπλοκ - μια μονάδα μέτρησης που έχει ένα ακροδέκτη για τη σύνδεση πρόσθετων στοιχείων, μιας πηγής ενέργειας, ένα ψηφιακό πολύμετρο και ένα σύνολο ελαχιστοποιίας με διαφορετικές τιμές αντοχής και δοχεία.

Ένα ηλεκτρικό κύκλωμα συλλέγεται σύμφωνα με το σχήμα που εμφανίζεται στο επάνω πάνελ μονάδα μέτρησης. Στη σχισμή "R 1", ένα minimodul συνδέεται με τιμή 1m, στην υποδοχή "R2" - μια ελάχιστη τιμή με ονομαστική τιμή 100. Οι παράμετροι του συμπυκνωτή υπό μελέτη που συνδέονται με την υποδοχή "C" καθορίζονται από τον δάσκαλο. Ένας βραχυκυκλωτήρας είναι εγκατεστημένος στις υποδοχές σύνδεσης Ammeter. Ένα ψηφιακό πολύμετρο στη λειτουργία βολτόμετρο συνδέεται με την υποδοχή βολτόμετρου.

Πρέπει να σημειωθεί ότι οι αντιστάσεις των αντιστάσεων απόρριψης χρέωσης (minimodulas) R και του ψηφιακού βολτόμετρο R V σχηματίζουν ένα διαχωριστικό τάσης, το οποίο οδηγεί στο γεγονός ότι στην πραγματικότητα η μέγιστη τάση στον συμπυκνωτή δεν θα είναι ε, αλλά
,

όπου r 0 είναι η αντίσταση τροφοδοσίας ρεύματος. Οι αντίστοιχες τροποποιήσεις θα πρέπει να υποβληθούν κατά τον υπολογισμό μιας σταθεράς χρόνου. Ωστόσο, εάν η αντίσταση εισόδου του βολτόμετρο (107 ohms) υπερβαίνει σημαντικά την αντίσταση των αντιστάσεων και η αντίσταση της πηγής δεν αρκεί, τότε οι τροποποιήσεις μπορούν να παραμεληθούν.

Διαδικασία για την εκτέλεση εργασίας

Τραπέζι 1

Πίνακας 2

Πίνακας 3.

Αποτελέσματα μέτρησης επεξεργασίας

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα μέτρησης, οι μαθητές εκτελούν ένα από τα ακόλουθα καθήκοντα (σύμφωνα με τις οδηγίες του δασκάλου).

Εργασία 1. Κατασκευή καμπυλών εκφόρτωσης συμπυκνωτή και πειραματική επιβεβαίωση του νόμου που περιγράφει αυτή τη διαδικασία.

Χρησιμοποιώντας δεδομένα που λαμβάνονται από τους Πίνακες 1 και 3, δημιουργήστε γραφήματα εξάρτησης τάσης εγκαίρως όταν οι πυκνωτές εκφορτώνονται με 1 και C 2. Να τα αναλύσετε, να συγκρίνετε με το θεωρητικό (Εικ. 4).

Δημιουργήστε γραφήματα της απόρριψης των συμπυκνωτών με 1 και C2 στους άξονες (LNU, T). Αναλύστε τους, συγκρίνετε με το θεωρητικό (εικ. 5).

Προσδιορίστε τους γωνιακούς συντελεστές σε 1 και K 2. Η μέση τιμή του γωνιακού συντελεστή είναι ως στάση που καθορίζει την κλίση της γωνίας κλίσης:

.

Η μέθοδος γραφικών τυχαίων σφαλμάτων μπορεί να εκτιμηθεί ότι αποκλίνει έμπειρους πόντους σε σχέση με την ευθεία γραμμή. Το σχετικό σφάλμα του γωνιακού συντελεστή μπορεί να βρεθεί σύμφωνα με τον τύπο:

,

όπου δ (lnu) είναι μια απόκλιση (στην προβολή στον άξονα LNU) από την ευθεία γραμμή του πιο απομακρυσμένου πειραματικού σημείου,
- το διάστημα κατά το οποίο γίνονται μετρήσεις.

Εργασία 2. Ορισμός ενός άγνωστου πυκνωτή πυκνωτή.

Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που λαμβάνονται από τους Πίνακες 1 και 2, δημιουργήστε γραφήματα εξάρτησης τάσης εγκαίρως όταν οι πυκνωτές απορρίπτονται με 1 και 3. Να τα αναλύσετε, να συγκρίνετε με το θεωρητικό (Εικ. 4).

Δημιουργήστε γραφήματα της απόρριψης των πυκνωτών με 1 και S X στους άξονες (LNU, T). Συγκρίνετε τους και συμπληρώστε το λόγο για τον λόγο συνεχούς χρόνου (βλ. Εικ. 5).

Προσδιορίστε από τον τύπο (10) Άγνωστη χωρητικότητα, χρησιμοποιώντας γραφικά και πίνακες δεδομένων 1 και 2.

Βρείτε τα σχετικά σφάλματα των γωνιακών συντελεστών Ε k1 και ε kh (βλ. Ρήτρα 4 των εργασιών 1).

Προσδιορίστε το σχετικό και απόλυτο σφάλμα του δοχείου:

,
.

Συγκρίνετε την τιμή που λαμβάνεται με το Χ με την τιμή που μετρήθηκε χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό πολύμετρο στη λειτουργία μέτρησης του δοχείου. Πάρτε παραγωγή.

Πρόσθετη εργασία.

Υπολογίστε την ενέργεια του φορτισμένου συμπυκνωτή χρησιμοποιώντας τον τύπο (5).

Ερωτήσεις ελέγχου

Τι είναι ένας συμπυκνωτής; Τι ονομάζεται χωρητικότητα του πυκνωτή;

Αποδείξτε ότι το ηλεκτρικό πεδίο ενός επίπεδου πυκνωτή επικεντρώνεται μεταξύ των πλακών της.

2. Πόσο μπορείτε να πάρετε πυκνωτές με χωρητικότητα 2MKF και πώς να τα συνδέσετε,

Για να έχετε συνολική χωρητικότητα 5 μf;

Πώς μπορώ να βρω την ενέργεια ενός φορτισμένου συμπυκνωτή;

Ποια ρεύματα ονομάζονται quasi-starsary; Γιατί οι επιβαρύνσεις χρέωσης και εκφόρτωσης του πυκνωτή μπορούν να αποδοθούν σε κυριαρχικές;

Σύμφωνα με τον νόμο, η τάση στον συμπυκνωτή αλλάζει στις διαδικασίες α) φόρτισης και β) εκφόρτιση;

Τι σταθερά η αλυσίδα; Τι εξαρτάται από;

Γιατί σε αυτό το έργο είναι χτισμένο ένα γράφημα της εξάρτησης LNU από το t;

Πώς σε αυτό το έργο καθορίζει τη σταθερά του χρόνου του ηλεκτρικού κυκλώματος;

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1.Προσθέτως Τ.Ι. Πορεία της φυσικής. / T.i. Trofimova. - M.: Ανώτερο Σχολή, 2006-2009 G. - 544C.

2 savelyev i.v. Πορεία της φυσικής. Σε 3 τόμους. Τόμος 2. Ηλεκτρισμός. Υαλοκαθαριστήρες και κύματα. Τα οπτικά κύματα. Ed. 3ο, στερεότυπο. / I.v. Savelyev - Μ.: LAN, 2007. - 480 σελ.

3. Grabovsky R.I. Φυσικό μάθημα / R.I. Grabovsky - Αγία Πετρούπολη: Εκδοτικός Οίκος "LAN", 2012. - 608C.

4 Zisman G. Α., Todes O. Μ. Μαθήματα γενικής φυσικής. Σε 3 τόμους. Τόμος 2. Ηλεκτρισμός και μαγνητισμός / G.A. Zisman, O.M. Todes - Αγία Πετρούπολη: "LAN", 2007. - 352γ.

Τελικός τίτλος

Εκπαιδευτική έκδοση

Μεταγλωττιστής:

ΚολονόφOlga Vasilyevna

Μελέτη των διαδικασιών φόρτισης και εκφόρτωσης. Προσδιορισμός της ικανότητας του πυκνωτή

Εκπαιδευτικό και Μεθοδολογικό Εγχειρίδιο για τον Εργαστηριακό Εργαστήριο Αριθμός 3.3 σχετικά με την πειθαρχία "Φυσική"

Διάταξη υπολογιστή

Υπογεγραμμένη στην εκτύπωση

Μορφή 60x84 / 16. USL PR.L. Uch.-izd.l.

Κυκλοφορία ex. Σειρά

Άπω Ανατολικό Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο

Τυπωμένο στο Τμήμα Γενικής Φυσικής Shen Fetop

690091, Βλαδιβοστόκ, UL. Sukhanova, 8.

Χαρακτηριστικά του αγωγού (συμπυκνωτή), το μέτρο της ικανότητάς του να συσσωρεύει ηλεκτρικό φορτίο.

Ο πυκνωτής αποτελείται από δύο αγωγούς (πλάκες), οι οποίες διαχωρίζονται με διηλεκτρική. Η χωρητικότητα του πυκνωτή δεν πρέπει να επηρεάζει τα γύρω σώματα, οπότε οι αγωγοί δίνουν μια τέτοια μορφή έτσι ώστε το πεδίο που δημιουργείται από συσσωρευμένες επιβαρύνσεις συμπυκνώθηκε σε ένα στενό χάσμα μεταξύ των πλακών πυκνωτών. Αυτή η κατάσταση είναι ικανοποιητική: 1) δύο επίπεδες πλάκες. 2) δύο ομόκεντρες σφαίρες. 3) Δύο ομοαξονικοί κύλινδροι. Επομένως, ανάλογα με τη μορφή των πλακών, οι πυκνωτές χωρίζονται σε επίπεδη, σφαιρική και κυλινδρική.

Δεδομένου ότι το πεδίο συγκεντρώνεται μέσα στον πυκνωτή, οι γραμμές τάνυσης αρχίζουν σε ένα βύσμα και το άκρο σε ένα άλλο, επομένως οι ελεύθερες χρεώσεις που εμφανίζονται σε διαφορετικές πλάκες είναι ίσες με την ενότητα και είναι απέναντι από το σημάδι. Κάτω από την χωρητικότητα του πυκνωτή είναι κατανοητή φυσική ποσότηταίσο με τον λόγο χρέωσης Q που συσσωρεύεται στον συμπυκνωτή, στη διαφορά πιθανής πιθανότητας (φ1 - φ2) μεταξύ των πλακών του

Για μεγάλες δυνατότητες, οι πυκνωτές συνδέονται παράλληλα. Στην περίπτωση αυτή, η τάση μεταξύ των πλακών όλων των πυκνωτών είναι εξίσου. Η συνολική χωρητικότητα της μπαταρίας παράλληλα με τους συνδεδεμένους πυκνωτές είναι ίσος με το άθροισμα των δοχείων όλων των πυκνωτών που περιλαμβάνονται στην μπαταρία.

Οι πυκνωτές μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά και ιδιότητες:

1) Σκοπός - σταθερούς και μεταβλητές χωρητικότητας χωρητικότητας.

2) Με τη μορφή των πτυχών διακρίνεται από τους συμπυκνωτές επίπεδη, σφαιρικά, κυλινδρικά κ.λπ.

3) Με τον τύπο του διηλεκτρικού αέρα, του χαρτιού, της μαρμαρυγιάς, του κεραμικού, ηλεκτρολυτικού κ.λπ.

Υπάρχουν επίσης:

Ενέργεια συμπυκνωμάτων:

Κυλινδρική ικανότητα πυκνωτικού πυκνωτή:

Ικανότητα ενός επίπεδου πυκνωτή:

Ικανότητα σφαιρικού συμπυκνωτή:

Στον τύπο, χρησιμοποιήσαμε:

Ηλεκτρική χωρητικότητα (χωρητικότητα πυκνωτή)

Δυνατότητα εξερευνητών (τάση)