Электроёмкость. Конденсаторы и их применение

Учитель физики высшей категории. Яковлев Юрий Яковлевич1 Одесская специализированная общеобразовательная школа І-ІІІ ступеней № 40, Одесского городского совета, Одесской области Электроёмкость. Конденсаторы

𝑞1=𝑞2 𝜑1≠𝜑2 

Диэлектрик. Проводник. Проводник𝐸~𝑞⇒𝑞↑,𝐸↑ 𝑈=𝐸𝑑⇒𝐸↑,𝑈↑ Чем меньше увеличивается напряжение с увеличением заряда, тем больший заряд можно накопить.

Диэлектрик. Проводник. Проводник𝐸~𝑞⇒𝑞↑,𝐸↑ 𝑈=𝐸𝑑⇒𝐸↑,𝑈↑ Электроёмкость — это физическая величина, характеризующая способность тела накапливать заряд.𝑈~𝑞⇒𝑞↑,𝑈↑ Электроёмкость двух проводников — это отношение заряда на одном из проводников к напряжению между ними:𝐶=𝑞𝑈  𝐶 = Кл. В = Ф  1 В −1 Кл +1 Кл 

Конденсатор. Конденсатор — система 2-х проводников, используемых для накопления заряда. Обкладки. Диэлектрик. Толщина диэлектрика в конденсаторе должна быть значительно меньше, чем размеры проводников.

Плоский конденсатор𝐸 𝑑 𝑆 𝐶~𝑆 𝐶~1𝑑 𝐶~1𝑈 𝐶=𝜀𝜀0𝑆𝑑 Для плоского конденсатора:𝜀 — диэлектрическая проницаемость диэлектрика. 𝜀0 — электрическая постоянная:𝜀0=8,85×10−12 Фм 

По типу диэлектрика. По назначению. По форме. Классификация конденсаторов

Сферические. Цилиндрические. Плоские. Формы конденсаторов

Бумажные. Электролитические. Керамические. Диэлектрики в конденсаторах

Переменная электроёмкость. Постоянная электроёмкость. Назначения конденсаторов

Конденсатор с переменной ёмкостью

Конденсаторные батареи. Последовательное соединение

13 Параллельное соединение

Когда конденсатор с постоянной электроёмкостью зарядили от источника тока, напряжение между пластинами конденсатора составило 300 В. После этого, к конденсатору подключили лампочку, которая прогорела ровно 1,5 с, а потом погасла. Предполагая, что в течение этих полутора секунд, по лампочке проходил постоянный ток в 20 м. А, определите электроёмкость данного конденсатора. Дано: 𝐶 − ?  𝑡=1,5 с 𝐼=20 м. А 𝑈=300 В 300 В 1,5 с 20 м. А 𝐼=0,02 А 𝐶=𝑞𝑈 𝐼=𝑞𝑡 ⇒𝑞=𝐼𝑡 𝐶=𝐼𝑡𝑈 𝐶=0,02×1,5300=10−4 Ф 𝐶=100 мк. Ф 

Изначально покоящийся электрон, пролетев от одной пластины конденсатора до другой, развил скорость 𝟓×𝟏𝟎𝟔 м/с. Заряд конденсатора составляет 2 н. Кл, а диэлектрическая проницаемость диэлектрика равна 2. Если площадь пластины конденсатора равна 𝟓 см𝟐, то, каково расстояние между пластинами? Дано: 𝑑 − ?  𝑣0=0 𝜀=2 𝑞=2 н. Кл 𝑣=5×106 м/с 𝑆=5 см2 𝑞𝑒=−1,6×10−19 Кл 𝑚𝑒=9,1×10−31 кг 5×106 м/с 2 СИ2×10−9 Кл 5×10−4 м2 𝐶=𝜀𝜀0𝑆𝑑 𝐶=𝑞𝑈 𝑈=𝐴𝑞𝑒 𝐴=∆𝐸к 𝐴=∆𝐸к=𝑚𝑣22−𝑚𝑣022=𝑚𝑣22 𝑈=𝐴𝑞𝑒=𝑚𝑣22𝑞𝑒 ⇒𝐶=𝑞𝑈=𝑞𝑚𝑣22𝑞𝑒=2𝑞𝑒𝑞𝑚𝑣2 𝜀𝜀0𝑆𝑑=2𝑞𝑒𝑞𝑚𝑣2 ⇒𝑑=𝑚𝑣2𝜀𝜀0𝑆2𝑞𝑒𝑞 5 см2 2 н. Кл 

Изначально покоящийся электрон, пролетев от одной пластины конденсатора до другой, развил скорость 𝟓×𝟏𝟎𝟔 м/с. Заряд конденсатора составляет 2 н. Кл, а диэлектрическая проницаемость диэлектрика равна 2. Если площадь пластины конденсатора равна 𝟓 см𝟐, то, каково расстояние между пластинами? Дано: 𝑑 − ?  𝑣0=0 𝜀=2 𝑞=2×10−9 Кл 𝑣=5×106 м/с 𝑆=5×10−4 м2 𝑞𝑒=−1,6×10−19 Кл 𝑚𝑒=9,1×10−31 кг 𝑑=𝑚𝑣2𝜀𝜀0𝑆2𝑞𝑒𝑞 𝑑=9,1×10−31×5×1062×2×8,85×10−12×5×10−42×1,6×10−19×2×10−9 𝐶=𝜀𝜀0𝑆𝑑 𝐶=𝑞𝑈 𝑈=𝐴𝑞𝑒 𝐴=∆𝐸к 𝑑=9,1×10−31×25×1012×8,85×10−12×5×10−41,6×10−19×2×10−9 𝑑=9,1×25×8,85×5×10−351,6×2×10−28=9,1×125×8,85×10−73,2 𝑑≈3×10−4 м=0,3 мм 

Изначально покоящийся электрон, пролетев от одной пластины конденсатора до другой, развил скорость 𝟓×𝟏𝟎𝟔 м/с. Заряд конденсатора составляет 2 н. Кл, а диэлектрическая проницаемость диэлектрика равна 2. Если площадь пластины конденсатора равна 𝟓 см𝟐, то, каково расстояние между пластинами? Дано: 𝑑 − ?  𝑣0=0 𝜀=2 𝑞=2×10−9 Кл 𝑣=5×106 м/с 𝑆=5×10−4 м2 𝑞𝑒=−1,6×10−19 Кл 𝑚𝑒=9,1×10−31 кг 𝑑=𝑚𝑣2𝜀𝜀0𝑆2𝑞𝑒𝑞 м=кг×м2×Ф×м2с2×м×Кл×Кл 𝐶=𝜀𝜀0𝑆𝑑 𝐶=𝑞𝑈 𝑈=𝐴𝑞𝑒 𝐴=∆𝐸к =Дж×Ф×м. Кл×Кл =В×Кл×м. В×Кл =[м] 𝑑=0,3 мм 

Основные выводы. Электроёмкость — это величина, которая характеризует способность тела накапливать заряд. Конденсатор — это устройство для накопления заряда, которое состоит из двух проводников, разделенных диэлектриком. Электроёмкость конденсатора — это отношение заряда на одном из проводников к напряжению между проводниками:𝐶=𝑞𝑈Электроёмкость плоского конденсатора:𝐶=𝜀𝜀0𝑆𝑑 

19 Домашнее задание:читать § ; решить упр.

20 Физика и труд. Всё перетрут!