Презентація до заняття з фізики "Електроємність. Конденсатори."

«Електроємність. Конденсатори. З'єднання конденсаторів» Девіз заняття: «Природа! Ми нею оточені й охоплені непереможно нам не вийти з неї» (Й. В. Гете)

Програмований контроль: Завдання. Варіанти відповідейІ варіантІІ варіант1. Яку роботу здійснює поле при переміщенні заряду 20н. Кл1) 10 мк. Дж2) 2мк. Дж3) 40н. Дж4) 6мк. Джз точки з потенціалом 700 В в точку з потенціалом 200 В?з точки з потенціалом 500 В в точку з потенціалом 400 В?2. Знайти роботу електричного поля напруженістю 1к. В/м, якщо1) 1мк. Дж2) – 1мк. Дж3) –0, 5мк. Дж4) 0, 5мк. Джзаряд –25 н. Кл перемістили на 2см в напрямку силових лінійзаряд +25н. Кл перемістили на 2см в напрямку силових ліній3. Напруга між двома точками, що знаходяться на одній лінії напруженості однорідного поля, 2к. В. Знайти напруженість, якщо 1) 80 В/м2) 20к. В/м3) 50к. В/м4) 0,2к. В/м відстань між точками 10смвідстань між точками 4см4. З якою силою діє однорідне електричне поле, напруженість якого 2к. Н/Кл, 1) 8м. Н2) 5м. Н3) 6м. Н4) 10м. Нна заряд 5мк. Клна заряд 4мк. Кл5. Як зміниться потенціальна енергія взаємодії зарядів q1 і q2, якщо відстань між ними 1) збільшиться в 4 рази2) зменшиться в 4 рази3) зменшиться в 2 рази4) збільшиться в 2 рази збільшити в 4 рази?зменшити в 2 рази?

Правильні відповіді Варіанти12345І13242ІІ24314

Історія створення конденсатора. У 1745 році в Лейдені німецький фізик Евальд Юрген фон Клейст та голландський фізик Пітер ван Мушенбрук створили перший конденсатор — «лейденську банку».

Дослід з лейденською банкою. Ж. Нолле в присутності французького короля утворив ланцюг із 180 солдатів-гвардійців, що тримались за руки, причому перший у ланцюгу тримав банку в руці, а останній — торкався дроту, викликаючи проскакування іскри. Ймовірно, звідси бере початок термін «електричний ланцюг»

Наслідки винаходу лейденської банки. Одним з найважливіших наслідків винаходу лейденської банки стало встановлення впливу електричних розрядів на організм людини, що привело до зародження електромедицини

Перший плоский конденсатор. Перший плоский конденсатор створив у 1783 італійський фізик Алесандро Вольта

Тема заняття: Електроємність. Конденсатори. Дидактична мета заняття: Сформувати поняття електричної ємності , одиниці місткості ; вивчити залежність ємності від розмірів провідника , діелектричної проникності середовища і відстані між пластинами конденсатора , продовжити формування уявлення про будову речовини ; про частинках , що входять до складу молекул і атомів ; показати реальність електричного поля. Розвивальна мета заняття: Формувати вміння порівнювати результати дослідів, формули , а також величини характеризують електроємність ; навчитися використовувати знання формул у вирішенні завдань.

У сильному електричному полі діелектрик може стати провідним. Це називають « пробоєм діелектрика »Приклад : свічка запалювання на автомобілі, мотоциклі , бензопила.

Поняття електроємностіДослідимо, від чого залежить потенціал зарядженого тіла. Для цього скористаємося двома електрометрами, корпуси яких заземлені. На стержнях електрометрів закріпимо металеві порожнисті кулі різного діаметра. Зарядимо металеву кульку на ізоляційній ручці від високовольтного перетворювача і почнемо вносити її у порожнину меншої за діаметром кулі Проробивши аналогічний дослід з більшою кулею, ми побачимо, що стрілки обох електрометрів відхиляються, але кут відхилення у них буде різний. Можна зробити висновки: потенціал кожної кулі прямо пропорційний її заряду; коефіцієнт пропорційності для різних куль має різні значення.

Поняття електроємностіВідношення заряду провідника до його потенціалу для різних куль буде різним. Це відношення називають електроємністю провідника. Електроємністю провідника називають величину, яка вимірюється відношенням заряду провідника q до його потенціалу: Електроємність не залежить ні від заряду провідника, ні від його потенціалу.

Одиниці електроємностіОдиницею електроємності в СІ є: На честь англійського фізика М. Фарадея одиниця названа фарадом. 1 фарад - ємність провідника, у якого зміна заряду на 1 Кл викликає зміну потенціалу на 1 В.1 Фарад дуже велика одиниця вимірювання. Тому застосовують наступні одиниці ємності: 1мк. Ф=1·10-6 Ф, 1п. Ф=1·10-12 Ф.

Конденсатори. Пристрої, які здатні нагромаджувати великі заряди, називають конденсаторами. Найпростіший конденсатор складається з двох провідників (обкладок), розділених ізолятором (діелектриком). Залежно від форм обкладок конденсатори поділяють на плоскі, циліндричні і сферичні.

Електрична ємність конденсатора. Під електричною ємністю конденсатора розуміють фізичну величину, яка дорівнює відношенню заряду q, накопиченого в конденсаторі, до різниці потенціалів між його обкладками:

Від чого залежить електроємність конденсатора?Досліди показують, що із віддаленням однієї пластини від другої різниця потенціалів між ними збільшується, а це вказує на зменшення ємності конденсатора. Значить, електроємність конденсатора змінюється обернено пропорційно відстані між пластинами. Змінюючи пластини конденсатора так, щоб пластини, які знаходяться одна проти одної, змінювались, а відстань між ними ні, можна встановити, що електроємність конденсатора прямо пропорційна його робочі площі. На дослідах можна переконатися, що ємність конденсатора залежить від діелектрика, який знаходиться між ними.

Висновок. Електроємність плоского конденсатора прямо пропорційна робочі площі пластин і відносній діелектричні проникності діелектрика й обернено пропорційна відстані між пластинами: де S-площа однієї з двох однакових пластин; d-відстань між пластинами.

Види конденсаторів. Залежно від свого призначення конденсатори поділяються на конденсатори постійної ємності і конденсатори змінної ємності. За типом діелектрика конденсатори поділяються на паперові, керамічні, слюдяні, повітряні, електролітичні.

Паралельне з'єднання конденсаторів

Послідовне з'єднання конденсаторів

Енергія зарядженого конденсатора. Завдання: Виходячи з визначення конденсатора, отримайте ще дві формули для визначення енергії конденсатора.

Застосування конденсаторів. Фотоспалах. Електрошокер. Схеми кодування клавіатури персонального комп'ютера. Металообробка для високочастотної плавки металів. Вугільна промисловість. Електропідривні пристроїРадіотехніка

Застосування конденсаторів

Конденсатор в автомобіліНавіщо встановлюють конденсатор в автомобілях? Конденсатор відмінно пригнічує перешкоди (як високі, так і низькі частоти), мережевий шум, скачки напруги при включенні різних приладів, а також різні пульсації струму. Встановлення конденсатора рятує від всіх цих недоліків.

Релаксація Візьміть мідну монету, лимон, оцинкований цвях і мідний дріт. Стисніть лимон, щоб він став м'яким. Потім зробіть два маленькі розрізи і вставте в них цвях і монету, приєднавши до них невеликий шматочок дроту. Якщо мокрими руками доторкнутись до дроту, відчуєте удар струмом. Наукове обґрунтування : У цій саморобної гальванічної батарейці покритий цинком цвях діє як негативний електрод, а покрита міддю монета - як позитивний. Електролітом є лимонний сік, його позитивно заряджені іони водню взаємодію з цинком : Zn + 2 H + -> Zn2 + + H2.

Вихідний контроль: Відповісти на запитання. Варіанти відповідей1.Ємність конденсатора залежить. А) від властивостей діелектрика, площі пластин, відстані між ними. Б) тільки від властивостей діелектрика. В) від опору провідника2. Одиниця вимірювання ємності в СІА) 1 мікрофарад. Б) 1 пікофарад або 1 мікрофарад. В) 1 фарад3. При послідовному з’єднанні конденсаторів ємність батареї …А) збільшується. Б) зменшується. В) залишається незмінною4. При паралельному з’єднанні конденсаторів ємність батареї …А) збільшується. Б) зменшується. В) залишається незмінною5. Конденсатори застосовують для …А) нагромадження електричного заряду і швидкого збільшення напруги. Б) як джерело напруги для лампочок. В) замість акумуляторів 6. Електроємність ЗемліА) більше 1 ФБ) менше 1 ФВ) рівна 1 Ф

Правильні відповіді 123456 АВБААБ

Міні-практикум. Викладач пропонує студентам при отриманні конденсатора з вказаними параметрами (ємністю та напругою) визначити який електричний заряд може накопичити даний конденсаторі яка його енергія.

Розв’язування задач1. Яка ємність конденсатора, якщо при його зарядці до напруги 1,4к. В він дістає заряд 28н. Кл?2. В скільки разів зміниться ємність конденсатора при зменшенні робочої площі пластин в 2 рази і зменшенні відстані між ними в 3 рази?

Домашнє завданняЄ. В. Коршак, О.І. Ляшенко Фізика,10 §48-52, задачі 1-3