Kondenzátor. Energia nabitého kondenzátora

Od začiatku štúdie elektrickej energie riešiť otázku ich akumuláciu a zachovanie to bolo len v roku 1745 Ewald Jurgen von Kleist a Pieter van Musschenbroek. Tvoril v Dutch Leiden zariadení umožnené akumulovať elektrickú energiu a použiť ju v prípade potreby.

Leyden jar - prototyp kondenzátor. Jeho použitie vo fyzikálnych experimentoch podporoval štúdium elektriny je ďaleko dopredu možné vytvoriť prototyp elektrického prúdu.

Čo je to kondenzátor

Zhromažďovať elektrický náboj a elektriny - hlavný účel kondenzátora. Typicky, systém dvoch izolovaných vodičov usporiadaný čo najbližšie k sebe. Priestor medzi vodičmi je vyplnený dielektrikom. Akumulovaný náboj na vybraných vodičov heteronymic. Táto nehnuteľnosť je opačné náboje priťahujú presadzuje väčšiu jej hromadeniu. Dielektrikum je daná dvojitú úlohu: čím vyššia je dielektrická konštanta, tým väčšia je elektrická kapacita, môžu náklady, ktoré nie sú prekonať bariéru a neutralizovaný.

Elektrický výkon - základné fyzikálna veličina charakterizujúca možnosť hromadiť náboj kondenzátora. Guides dosky zvané elektrické pole sa zameriava kondenzátor medzi nimi.

Energia nabitý kondenzátor, sa zdá, že závisí od jeho schopnosti.

elektrický výkon

Energetický potenciál umožňuje aplikovať (veľký elektrický kapacitný) kondenzátora. Energia nabitého kondenzátora je používaný v prípade potreby aplikovať krátky prúdový impulz.

Na aké hodnoty sú závislé na elektrické kapacity? Proces začína s nabíjacím kondenzátorom spájajúcej jeho elektródy k pólom zdroja prúdu. Hromadia na jednej doske nabitie (hodnota, ktorá q) sa berie ako náboje kondenzátora. Elektrické pole je uprostred medzi elektródami má potenciálny rozdiel U.

Elektrická kapacita (C) závisí od množstva elektrickej energie, ktorá sa koncentruje v jednom vodičmi a polia napätie: C = Q / U.

Táto hodnota sa meria v F (farads).

Kapacita celej Zemi nemožno porovnávať s kapacitou kondenzátora, ktorého hodnota je zhruba notebook. Nahromadené silný náboj môže byť použitý v tomto odbore.

Aby však bolo možné uložiť neobmedzený počet elektriny na doskách nie je možné. Keď sa napätie zvýši, aby mohlo dôjsť k maximálna hodnota poruchy kondenzátora. Doštičky boli neutralizované, čo môže viesť k poškodeniu zariadenia. Energia nabitého kondenzátora je v tomto prípade úplne v jeho teplo.

Množstvo energie,

Vykurovanie kondenzátora je vďaka premene energie poľa elektrického do interiéru. Schopnosť kondenzátora vykonávať prácu na pohyb náboja indikuje prítomnosť dostatočný prísun elektrickej energie. Ak chcete zistiť, aký veľký energia nabitého kondenzátora, zvážiť proces uvoľňovania napätia. Elektrické pole napätie U q náboj množstvo prúdi z jednej dosky na druhú. Podľa definície, operácia poľa sa rovná súčinu potenciálny rozdiel cez množstvo náboja: A = Qu. Tento vzťah je platný iba pre konštantné hodnoty napätia, ale v procese pre odvádzanie doskami kondenzátora je postupný pokles v jeho nulu. Aby nedošlo k nezrovnalostiam, berieme jeho priemer na U / 2.

Elektrický výkon zo vzorca sú: q = CU.

Preto je energia nabitého kondenzátora môže byť stanovená podľa vzorca:

W = CU ^2/2.

Vidíme, že jeho veľkosť je väčšia, tým je vyšší elektrický výkon a napätie. Ak chcete odpovedať na otázku, čo je energia nabitého kondenzátora, sa obrátiť na ich druhu.

typy kondenzátorov

Vzhľadom k tomu, energia elektrického poľa sústredená v kondenzátore je priamo súvisí s jej kapacity a prevádzky kondenzátora závisí od ich štrukturálne charakteristiky, používať rôzne typy diskov.

1. Tvar dosky: plochý, valcový, guľovitý, atd ...
2. Zo zmeny kapacitancie: konštantný (kapacita sa nezmení), premenné (modifikujúce fyzikálne vlastnosti, zmena kapacity), ploty. zmeny kapacitné môže byť vykonaná zmenou teploty, mechanickým alebo elektrickým napätím. Elektrická kapacita z tuning doskami kondenzátora zmení na zmenu priestor.
3. Podľa dielektrickej typu: plyn, kvapalina, pevná dielektrika.
4. Podľa dielektrickej priemer: sklo, papier, sľuda, pokovované, keramická, tenké filmy rôznych kompozícií.

V závislosti od druhu rozlišovanie a ďalších kondenzátorov. Energia nabitého kondenzátora závisí na dielektrických vlastností. Hlavné množstvo volal permittivity. Elektrická kapacita je priamo úmerná.

doska kondenzátora

Uvažujme jednoduché zariadenie pre zber elektrického náboja - plochý chladič. Ide o fyzikálny systém skladajúci sa z dvoch paralelných dosiek, medzi ktorými je dielektrická vrstva.

Forma dosky môže byť obdĺžnikový, a kruhový. Ak potrebujete získať variabilný kapacitu, doska je zvyčajne účtovaná forme polovičných diskov. Otáčanie jednej elektródy vzhľadom k inému spôsobí zmenu v oblasti dosiek.

Predpokladáme, že plocha jednej dosky je S, vzdialenosť medzi doskami sa rovný d, permitivita plniva - epsilon. Elektrický výkon systému závisí iba na geometriu kondenzátora.

C = ₀ εε S / d.

Energia plochého kondenzátora

Vidíme, že kapacita je priamo úmerná celkovej ploche jednej dosky a nepriamo úmerná vzdialenosti medzi nimi. Faktor proporcionality - elektrická konštanta ε _0. Zvýšenie dielektrickej konštanty dielektrika zvýši elektrickú kapacitu. Zmenšenie plochy dosiek zaisťuje strunovú kondenzátory. Elektrické pole energiou nabitý kondenzátor je závislá na svojich geometrických parametrov.

My sme pomocou výpočtového vzorca: W = CU ^2/2.

energie Stanovenie nabitý kondenzátor tvar rovinný sa robí podľa vzorca:

W = ₀ εε SU ² / (2d).

použitie kondenzátorov

Schopnosť kondenzátorov postupne zhromažďovať elektrický náboj dostatočne rýchlo, aby to sa používa v rôznych oblastiach techniky.

Zlúčenina s induktormi môžu vytvárať rezonančné obvody, filtre aktuálne spätnej väzby.

Svietidlá, omráčení, v ktorých je prakticky okamžité prietokové množstvo kondenzátor sa používa na vytvorenie silnej pulzného prúdu. kondenzátor nabíjanie prebieha od zdroj konštantného prúdu. Samotný pôsobí ako prvku kondenzátora, preruší obvod. v opačnom smere cez lampy výboj je malý ohmický odpor takmer okamžite. Elektrošok tento prvok je ľudské telo.

Kondenzátor alebo batérie

Schopnosť po dlhú dobu, aby uložený náboj dáva veľkú príležitosť, aby ho použiť ako úložisko pre ukladanie médií alebo energie. V rozhlase, táto vlastnosť je široko používaný.

Vymeniť batériu, bohužiaľ, kondenzátor nie je schopný, pretože má funkciu vybitia. Nahromadené ich energia nepresahuje niekoľko stoviek joulov. Batériu možno skladovať veľké zásoby elektrickej energie po dlhú dobu, a prakticky bez strát.