Condensor. De energie van de geladen condensator

Sinds het begin van de studie van elektriciteit aan de vraag van de accumulatie en het behoud te lossen het was pas in 1745 Ewald Jurgen von Kleist en Pieter van Musschenbroek. Gevormd in Nederlandse Leiden inrichting ophopen elektrische energie en gebruik wanneer nodig.

Leidse fles - een prototype condensator. Het gebruik ervan in de fysieke experimenten bevorderde de studie van elektriciteit is ver vooruit mogelijk om een prototype van een elektrische stroom te creëren.

Wat is een condensator

Verzamel de elektrische lading en elektriciteit - het belangrijkste doel van de condensator. Gewoonlijk een systeem met twee aders aangebrachte zo dicht mogelijk bij elkaar. De ruimte tussen geleiders gevuld met een diëlektricum. Geaccumuleerde lading op geselecteerde geleiders heteronieme. Het pand is tegengestelde ladingen trekken bevordert groter de accumulatie. De diëlektrische krijgt een dubbele rol: hoe hoger de diëlektrische constante, hoe groter de elektrische capaciteit kunnen deze kosten niet overwinnen van de barrière en geneutraliseerd.

Elektrisch vermogen - de fundamentele fysische grootheid het karakteriseren van de mogelijkheid om een lading van de condensator zich ophopen. Gidsen platen genoemd elektrisch veld gericht condensator daartussen.

Energy geladen condensator, lijkt af te hangen van de capaciteit.

elektrisch vermogen

Energiepotentieel maakt het mogelijk om (een grote elektrische capaciteit) van de condensator toe te passen. De energie van de geladen condensator wordt gebruikt om korte stroomstoot indien nodig.

Op welke waarden zijn afhankelijk van elektrisch vermogen? Het proces begint met de laadcondensator verbinden de elektroden met de polen van een stroombron. Accumuleren op een plaat lading (waarvan de waarde q) wordt genomen als de lading van de condensator. Het elektrische veld is gelegen tussen de elektroden een potentiaalverschil U.

Elektrische capaciteit (C) afhankelijk van de hoeveelheid elektriciteit die wordt gericht op een geleider en de veldspanning: C = q / U.

Deze waarde wordt uitgedrukt in F (farad).

De capaciteit van de gehele aarde kan niet worden vergeleken met de capaciteit van de condensator, waarvan de waarde bij benadering notebook. Verzameld krachtige lading kan worden gebruikt in de techniek.

Echter, om een onbeperkt aantal van elektriciteit te besparen op de platen is niet mogelijk. Wanneer de spanning toeneemt tot een maximale waarde van de condensator afbraak optreden. Platen worden geneutraliseerd, wat kan leiden tot beschadiging van de inrichting. De energie van een geladen condensator is in dit geval volledig in zijn warmte.

Het energievolume

Verhitting van de condensator uit conversie van elektrische veldenergie in het inwendige. Het vermogen van de condensator aan het werk aan de beweging van de lading voeren de aanwezigheid van een voldoende aanbod van elektriciteit. Om te bepalen hoe groot de energie van een geladen condensator, rekening houden met het proces van detente. Het elektrische veld spanning U q ladingshoeveelheid vloeit van de ene plaat naar de andere. Per definitie is een operatieveld gelijk aan het product van het potentiaalverschil over de ladingshoeveelheid: A = qU. Deze relatie is geldig voor een constante spanningswaarde, maar in het proces voor het afvoeren van condensatorplaten is een geleidelijke daling van de nul. Om discrepanties te voorkomen, nemen we zijn gemiddeld tot U / 2.

Elektrisch vermogen van de formule: q = CU.

Derhalve kan de energie van een geladen condensator wordt bepaald volgens de formule:

W = CU ^2/2.

We zien dat de omvang ervan is groter hoe hoger de elektrische capaciteit en spanning. Op de vraag wat is de energie van een geladen condensator te beantwoorden, ga dan naar hun soort.

types van condensatoren

Omdat energie van het elektrisch veld geconcentreerd in de condensator is direct gerelateerd aan de capaciteit en de condensator werking berust op hun structurele kenmerken, maken gebruik van verschillende soorten schijven.

1. De vorm van de platen: vlak, cilindrisch, bolvormig, enz ...
2. Uit de verandering in capaciteit: constant (de capaciteit niet veranderd) variabelen (modificeren van de fysische eigenschappen, het veranderen capaciteit), trimmers. Capaciteitsverandering kan worden uitgevoerd door wijzigen van de temperatuur, mechanische of uitgevoerd elektrische spanning. Elektrische capaciteit van de afstemcondensator platen verandert het gebiedstype.
3. Volgens de diëlektrische Type: gas, vloeistof, vaste stof diëlektricum.
4. Volgens de diëlektrische gemiddelde: glas, papier, mica, gemetalliseerd keramische dunne films van verschillende samenstellingen.

Afhankelijk van het type van onderscheid en andere condensatoren. De energie van de geladen condensator afhankelijk van de diëlektrische eigenschappen. De belangrijkste hoeveelheid genaamd diëlektrische constante. Elektrische capaciteit is recht evenredig met het.

plaatcondensator

Laten we eens een eenvoudig apparaat voor het verzamelen van elektrische lading - een vlakke condensor. Dit is een fysisch systeem bestaande uit twee evenwijdige platen waartussen de diëlektrische laag.

Vormplaten kan rechthoekig en cirkelvormig. Als u een variabele capaciteit te ontvangen, wordt de plaat meestal ten laste van de vorm van een halve-schijven. Rotatie van één elektrode ten opzichte van elkaar veroorzaakt een verandering in de omgeving van de platen.

We nemen aan dat het gebied van een plaat S, de afstand tussen de platen neemt gelijk d, diëlektrische vulmiddel - ε. Elektrische capaciteit van het systeem hangt alleen af van de geometrie van de condensator.

C = ₀ εε S / d.

De energie van de vlakcondensator

We zien dat de capaciteit is recht evenredig met de oppervlakte van een plaat en omgekeerd evenredig met de afstand daartussen. De coëfficiënt van evenredigheid - elektrische constante ε _0. Het vergroten van de diëlektrische constante van het diëlektricum wordt de elektrische capaciteit te vergroten. Het verminderen van de oppervlakte van de platen zorgt voor een trimmer condensatoren. Elektrisch veld energie geladen condensator is afhankelijk van de geometrische parameters.

We gebruiken een berekeningsformule: W = CU ^2/2.

Bepaling energie geladen condensator vlakke vorm volgens de formule uitgevoerd:

W = εε ₀ SU ² / (2d).

Het gebruik van condensatoren

Het vermogen van de condensatoren geleidelijk aan het verzamelen van de elektrische lading snel genoeg om het eens wordt gebruikt in verschillende gebieden van de technologie.

Verbinding met inductoren kunnen resonantiekringen maken filtert stroomterugkoppelschakeling.

Zaklampen, verdoven, waarin praktisch instantane afvoercapaciteit condensator wordt gebruikt om een sterke pulsstroom maken. condensator laden plaatsvindt van de constante stroombron. Zelf werkt als een condensatorelement, breekt het circuit. in de tegengestelde richting door de lamp de ontlading kleine ohmse weerstand vrijwel direct. De elektroshock dit het humane lichaam.

Condensator of batterij

De mogelijkheid voor een lange tijd om de opgeslagen lading te houden biedt een unieke kans om het te gebruiken als een opslagmedium of energieopslag. In radio, wordt deze eigenschap op grote schaal gebruikt.

Vervang de batterij helaas de condensator niet in staat is, omdat het een eigenschap van ontlading. Geaccumuleerde hun energie niet meer dan een paar honderd joules. De batterij kan grote toevoer van elektrische energie op te slaan voor langere tijd, en met vrijwel geen verlies.