Конденсаторы. Энергия электростатического поля.

Вода может храниться в ведре, а с помощью чего можно сохранять и накапливать электрическую энергию?

Немного истории В 1745 году в Лейдене голландский физик Питер ван Мушенбрук совместно с немецким коллегой создали первый конденсатор – «лейденскую банку»

Конденсатор (от лат. уплотнение, сгущение) – это устройство, предназначенное для накопления заряда и энергии электрического поля

система из двух проводников (обкладок), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с линейными размерами проводников

Обозначение на электрических схемах конденсатор постоянной ёмкости конденсатор переменной ёмкости

Основная характеристика Электрическая ёмкость – C Единица измерения в СИ – фарад 1 Ф = 1Кл/1В Электроемкость-это физическая величина, характеризующая Способность 2-х проводников накапливать электрический заряд.

[q] – заряд конденсатора, Кл [U] – разность потенциалов между обкладками, В - диэлектрическая проницаемость среды - электрическая постоянная, Ф/м [S] – площадь обкладки, м 2 [d] – расстояние между пластинами, м

Энергия конденсатора (энергия электростатического поля)

Виды конденсаторов

По виду диэлектрика: -Вакуумные; -Воздушные; -Бумажные; -Стеклянные; -Электролитические и др.

По возможности изменения ёмкости: Постоянные Переменные

Способы соединения Параллельный Последовательный

Применение -Радиотехника; -Фототехника; -Лазерная техника; -В элементах памяти ЭВМ; -Измерение влажности воздуха и древесины; -Системы защиты от короткого замыкания.

Задача 1 Если заряд конденсатора увеличить в 2 раза, то как изменится электроёмкость конденсатора? Ответ: не изменится

Задача 2 Определите толщину диэлектрика конденсатора, электроёмкость которого 1400 пФ, площадь покрывающих друг друга пластин 14 см 2, если диэлектрик – слюда.

Дано: С=1400 пФ=1400· Ф=1,4·10 -9 Ф; S=14 см 2 = 14·10 -4 м 2 ; ε=6; ε 0 =8,85· Ф/м Найти: d - ? Решение:

Задача 3 Определите энергию конденсатора, для изготовления которого использовали ленту алюминиевой фольги длиной 157 см и шириной 90 мм. Толщина парафинированной бумаги 0,1 мм. Конденсатор заряжен до рабочего напряжения 4·10 2 В.

Дано: Решение: l = 157 см = 1,57 м; h = 90 мм = 9·10 -2 м; d = 0,1 мм = 0,1·10 -3 м; U = 4·10 2 В; ε = 2; ε 0 = 8,85· Ф/м W - ?

Задача 4 Определить электроёмкость батареи конденсаторов, если C 1 =0,1мкФ, С 2 =0,4мкФ и С 3 =0,52 мкФ

Дано: С 1 = 0,1 мкФ = Ф; C 2 = 0,4 мкФ = 0,4·10 -6 Ф; С 3 = 0,52 мкФ = 0,52·10 -6 Ф. С общ - ? Решение: