- Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электростатического поля

Презентация "Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электростатического поля" по физике – проект, доклад

Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10

Презентацию на тему "Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электростатического поля" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Физика. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 10 слайд(ов).

Слайды презентации

Лекция 24 Тема: Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электростатического поля.
Слайд 1

Лекция 24 Тема: Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электростатического поля.

Рассмотрим уединенный проводник, т. е. проводник, который удален от других провод­ников, тел и зарядов. Его потенциал, согласно ( ), прямо пропорционален заряду проводника. Из опыта следует, что разные проводники, будучи одинаково заряжен­ными, имеют различные потенциалы. Поэтому для уединенного про
Слайд 2

Рассмотрим уединенный проводник, т. е. проводник, который удален от других провод­ников, тел и зарядов. Его потенциал, согласно ( ), прямо пропорционален заряду проводника. Из опыта следует, что разные проводники, будучи одинаково заряжен­ными, имеют различные потенциалы. Поэтому для уединенного проводника можно записать

Величину

( 1) называют электроемкостью (или просто емкостью) уединенного проводника. Емкость уединенного проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу. Емкость проводника зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри проводника. Это связано с тем, что избыточные заряды распределяются на внешней поверхности проводника. Емкость не зависит также ни от заряда проводника, ни от его потенциала. Единица электроемкости — фарад (Ф): 1 Ф — емкость такого уединенного проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда 1 Кл. Согласно ( ), потенциал уединенного шара радиуса R, находящегося в однородной среде с диэлектрической проницаемостью , равен

(2) Отсюда следует, что емкостью 1 Ф обладал бы уединенный шар, находящийся в ваку­уме и имеющий радиус R=C/(40)9106 км, что примерно в 1400 раз больше радиуса Земли (электроемкость Земли С0,7 мФ). Следовательно, фарад — очень большая величина, поэтому на практике используются дольные единицы -
Слайд 3

(2) Отсюда следует, что емкостью 1 Ф обладал бы уединенный шар, находящийся в ваку­уме и имеющий радиус R=C/(40)9106 км, что примерно в 1400 раз больше радиуса Земли (электроемкость Земли С0,7 мФ). Следовательно, фарад — очень большая величина, поэтому на практике используются дольные единицы - миллифарад (мФ), микрофарад (мкФ), нанофарад (нФ), пикофарад (пФ). Из формулы ( ) вытекает также, что единица электрической постоянной 0 — фарад на метр (Ф/м). Как видно, для того чтобы проводник обладал большой емкостью, он должен иметь очень большие размеры. На практике, однако, необходимы устройства, обладающие способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды, иными словами, обладать большой емкостью. Эти устройства получили название конденсаторов. Если к заряженному проводнику приближать другие тела, то на них возникают индуцированные (на проводнике) или связанные (на диэлектрике) заряды, причем ближайшими к наводящему заряду Q будут заряды противоположного знака. Эти заряды, естественно, ослабляют поле, создаваемое зарядом Q, т. е. понижают потенциал проводника, что приводит ( ) к повышению его электроемкости.

Используя формулу (93.1), получим, что емкость шара

Конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком. На емкость конденсатора не должны оказывать влияния окружающие тела, поэтому проводникам придают такую форму, чтобы поле, создаваемое накапливаемыми заря­дами, было сосредоточено в узком зазоре между обкладками конденсатор
Слайд 4

Конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком. На емкость конденсатора не должны оказывать влияния окружающие тела, поэтому проводникам придают такую форму, чтобы поле, создаваемое накапливаемыми заря­дами, было сосредоточено в узком зазоре между обкладками конденсатора. Этому условию удовлетворяют: 1) две плоские пластины; 2) два коаксиальных цилиндра; 3) две концентрические сферы. Поэтому в зависимости от формы обкладок конденсаторы делятся на плоские, цилиндрические и сферические. Так как поле сосредоточено внутри конденсатора, то линии напряженности начинаются на одной обкладке и кончаются на другой, поэтому свободные заряды, возникающие на разных обкладках, являются равными по модулю разноименными зарядами. Под емкостью конденсатора понимается физическая величина, равная отношению заряда Q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов (1 —2) между его обкладками:

(3)

Рассчитаем емкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга и имеющих заряды +Q и –Q. Если расстояние между пластинами мало по сравнению с их линейными размерами, то краевыми эффектами можно пренебречь и поле между обкладками считать однородным.

Его можно рассчитать используя формулы ( ) и ( ). При наличии диэлектрика между обкладками разность потенциалов между ними, согласно ( ), (4). где  — диэлектрическая проницаемость. Тогда из формулы (94.1), заменяя Q=S, с учетом ( ) получим выражение для емкости плоского конденсатора: Для определен
Слайд 5

Его можно рассчитать используя формулы ( ) и ( ). При наличии диэлектрика между обкладками разность потенциалов между ними, согласно ( ),

(4)

где  — диэлектрическая проницаемость. Тогда из формулы (94.1), заменяя Q=S, с учетом ( ) получим выражение для емкости плоского конденсатора:

Для определения емкости цилиндрического конденсатора, состоящего из двух полых коаксиальных цилиндров с радиусами r1 и r2 (r2 > r1), вставленных один в другой, опять пренебрегая краевыми эффектами, считаем поле радиально-симметричным и сосредоточенным между цилиндрическими обкладками. Разность потенциалов между обкладками вычислим по формуле ( ) для поля равномерно заряженного бесконечного цилиндра с линейной плотностью  =Q/l (l—длина обкладок). При наличии диэлектрика между обкладками разность потенциалов

(6)

Подставив (6) в (3), получим выражение для емкости цилиндрического конденсатора:

(7)

Для определения емкости сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических обкладок, разделенных сферическим слоем диэлектрика, используем формулу ( ) для разности потенциалов между двумя точками, лежащими на расстояниях r1 и r2 (r2 > r1) от центра заряженной сферической поверхности. П
Слайд 6

Для определения емкости сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических обкладок, разделенных сферическим слоем диэлектрика, используем формулу ( ) для разности потенциалов между двумя точками, лежащими на расстояниях r1 и r2 (r2 > r1) от центра заряженной сферической поверхности. При наличии диэлектрика между обкладками разность потенциалов

(8)

Подставив (8) в (3), получим

Если d=r2—r1 (9)

Поэтому применение в качестве прослойки сегнетоэлектриков значительно увеличивает емкость конденсаторов. Конденсаторы характеризуются пробивным напряжением — разностью потенциалов между обкладками конденсатора, при которой происходит пробой — электрический разряд через слой диэлектрика в конденсатор
Слайд 7

Поэтому применение в качестве прослойки сегнетоэлектриков значительно увеличивает емкость конденсаторов. Конденсаторы характеризуются пробивным напряжением — разностью потенциалов между обкладками конденсатора, при которой происходит пробой — электрический разряд через слой диэлектрика в конденсаторе. Пробивное напряжение зависит от формы обкладок, свойств диэлектрика и его толщины. Для увеличения емкости и варьирования ее возможных значений конденсаторы соединяют в батареи, при этом используется их параллельное и последовательное соединения.

Параллельное соединение конденсаторов (рис. 1). У параллельно соединенных конденсаторов разность потенциалов на об конденсаторов одинакова и равна A – B. Если емкости отдельных конденсаторов С1, С2, ..., Сn, то, согласно (3), их заряды равны

а заряд батареи конденсаторов

Полная емкость батареи

Рисунок 1

т. е. при параллельном соединении конденсаторов она равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. 2. Последовательное соединение конденсаторов (рис. 2). У последовательно соединенных конденсаторов заряды всех обкладок равны по модулю, а разность потенциалов на зажимах батареи. где для любого из расс
Слайд 8

т. е. при параллельном соединении конденсаторов она равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

2. Последовательное соединение конденсаторов (рис. 2). У последовательно соединенных конденсаторов заряды всех обкладок равны по модулю, а разность потенциалов на зажимах батареи

где для любого из рассматриваемых конденсаторов i = Q/Сi. С другой стороны,

Рисунок 2 откуда

т. е. при последовательном соединении конденсаторов суммируются величины, обратные емкостям. Таким образом, при .последовательном соединении конденсаторов результирующая емкость С всегда меньше наименьшей емкости, используемой в батарее.

Преобразуем формулу ( ), выражающую энергию плоского конденсатора посредством зарядов и потенциалов, воспользовав­шись выражением для емкости плоского конденсатора (C=0S/d) и разности потенциалов между его обкладками (=Ed. Тогда. (11) Выражение (11) справедливо только для изотропного диэлектрика
Слайд 9

Преобразуем формулу ( ), выражающую энергию плоского конденсатора посредством зарядов и потенциалов, воспользовав­шись выражением для емкости плоского конденсатора (C=0S/d) и разности потенциалов между его обкладками (=Ed. Тогда

(11) Выражение (11) справедливо только для изотропного диэлектрика, для которого выполняется соотношение : Р =0Е. Формулы ( ) и (10) соответственно связывают энергию конденсатора с зарядом на его обкладках и с напряженностью поля. Возникает, естественно, вопрос о локализации электростатической энергии и что является ее носителем — заряды или поле? Ответ на этот вопрос может дать только опыт. Электростатика изучает постоянные во времени поля неподвижных зарядов, т. е. в ней поля и обусловившие их заряды неотделимы друг от друга.

где V= Sd — объем конденсатора. Формула (10) показывает, что энергия конденсатора выражается через величину, характеризующую электростатическое поле, — напряженность Е. Объемная плотность энергии электростатического поля (энергия единицы объема)

(10)

Поэтому электростатика ответить на поставленные воп­росы не может. Дальнейшее развитие теории и эксперимента показало, что переменные во времени электрические и магнитные поля могут существовать обособленно, независимо от возбудивших их зарядов, и распространяются в пространстве в виде электромагнит
Слайд 10

Поэтому электростатика ответить на поставленные воп­росы не может. Дальнейшее развитие теории и эксперимента показало, что переменные во времени электрические и магнитные поля могут существовать обособленно, независимо от возбудивших их зарядов, и распространяются в пространстве в виде электромагнитных волн, способных переносить энергию. Это убедительно подтверждает основное положение теории близкодействия о том, что энергия локализована в поле и что носителем энергии является поле.

Список похожих презентаций

Конденсатор-энергия электростатического поля

Конденсатор-энергия электростатического поля

Чему равен суммарный заряд незаряженного проводника? Как размещается избыточный заряд на изолированном проводнике в отсутствие внешнего электростатического ...
Напряженность электростатического поля

Напряженность электростатического поля

Самостоятельная работа ( 3мин ). Вариант 1.  Два точечных заряда величиной -3мКл и 4мКл притягиваются с силой 750 Н. На каком расстоянии находятся ...
Энергия магнитного поля

Энергия магнитного поля

1. Л.27 Самоиндукция. Энергия магнитного поля. Электродинамика. Самоиндукция – физическое явление, частный случай электромагнитной индукции. Самоиндукция ...
Электроемкость. Конденсаторы

Электроемкость. Конденсаторы

физическая величина, которая характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд. Электроемкость –. двух проводников называют ...
Потенциал, работа сил электростатического поля

Потенциал, работа сил электростатического поля

Тема 3. ПОТЕНЦИАЛ И РАБОТА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ. СВЯЗЬ НАПРЯЖЕННОСТИ С ПОТЕНЦИАЛОМ. 3.1. Теорема о циркуляции вектора 3.2. Работа сил электростатического ...
Характеристика электростатического поля

Характеристика электростатического поля

Wp – потенциальная энергия заряда в электростати-ческом поле. Работа электростатического поля по перемещению заряда. +q d1 1 -q q. , действующая на ...
Напряжение электростатического поля

Напряжение электростатического поля

10. Электростатика. 10.1. Электрические заряды. Единица электрического заряда — кулон (Кл) — электрический заряд, проходящий через попереч­ное сечение ...
Электроемкость Конденсаторы

Электроемкость Конденсаторы

Тема: Электроёмкость. Конденсаторы. Цель: Сформировать представление об электроёмкости конденсатора, ввести единицу измерения электроёмкости, рассмотреть ...
Электроемкость и конденсаторы

Электроемкость и конденсаторы

Разделы - Электроемкость. - Конденсаторы и их типы. - Электроемкость плоского конденсатора. - Энергия заряженного конденсатора. - Энергия электрического ...
Энергия солнца

Энергия солнца

Используемые в настоящий момент источники энергии (нефть, газ, уголь) ограничены и быстро сокращаются. Солнце является неисчерпаемым и экологически ...
Энергия и работа

Энергия и работа

Общее определение энергии. Скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой движения перехода материи ...
Энергия

Энергия

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА ТЕРМОДИНАМИКА. Т П У. Доцент кафедры Общей физики Кузнецов Сергей Иванович. Тема 4 ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. 4.1. Внутренняя ...
Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу

Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу

Определение направления силы Лоренца. Принципиальная схема циклотрона. Частица влетает под углом к магнитному полю. Движение частицы в неоднородном ...
Физика Магнитные поля

Физика Магнитные поля

Давайте вспомним ! Что такое электрический заряд? Электрическим зарядом обладают электроны и ионы. Что такое ионы? Ионы – атомы в которых не хватает ...
Заряд электрического поля

Заряд электрического поля

электромагнитное взаимодействие. два вида зарядов положительный отрицательный. одноименные - отталкиваются, разноименные - притягиваются. Электрический ...
Законы постоянного тока. Энергия конденсаторов

Законы постоянного тока. Энергия конденсаторов

Закон сохранения электрического заряда. Справедлив для замкнутой системы зарядов. Сумма зарядов алгебраическая, то есть с учетом знаков зарядов. Конденсатор ...
Демонстрация магнитного поля

Демонстрация магнитного поля

ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ. проявляют магнитные свойства всегда. полосовой магнит. магнитная стрелка. СВОЙСТВА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ. притягивают к себе железные ...
Действие электромагнитного поля

Действие электромагнитного поля

ОС. Развитие взглядов на природу света. Свет как частный случай электромагнитных волн. Место световых волн в диапазоне электромагнитных волн. Частицы ...
Действие магнитного поля на проводники с током

Действие магнитного поля на проводники с током

Сила Ампера. Ампер Андре Мари. Ампер - один из основоположников электродинамики, ввел в физику понятие «электрический ток» и построил первую теорию ...

Конспекты

Конденсаторы. Энергия электрического поля.

Конденсаторы. Энергия электрического поля.

ПЛАН – КОНСПЕКТ УРОКА. Тема. : Конденсаторы. Энергия электрического поля. Цели урока:. 1.Знакомстро учащихся с конденсаторами – накопителями энергии ...
Электроемкость. Единицы емкости. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов

Электроемкость. Единицы емкости. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов

Тема урока:. . Электроемкость. Единицы емкости. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов. Цель:. 1. . Дать понятие ...
Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока

Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока

Урок № 46-169Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока. . . Самоиндукция. - явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре ...
Электромагнитная индукция, самоиндукция, индуктивность. Энергия магнитного поля

Электромагнитная индукция, самоиндукция, индуктивность. Энергия магнитного поля

Урок по теме «Электромагнитная индукция, самоиндукция, индуктивность. . . Энергия магнитного поля». 11 класс. Цель урока:. . Обобщить знания, ...
Электроемкость. Конденсаторы

Электроемкость. Конденсаторы

Урок по физике для 10 класса. «Электроемкость. Конденсаторы». Тип урока: . изучение нового материала с элементами самостоятельной работы учащихся. ...
Электрическая емкость. Конденсатор. Энергия электрического поля конденсатора

Электрическая емкость. Конденсатор. Энергия электрического поля конденсатора

№__________сабақтың жоспары. План урока №___________________. Сабақтың тақырыбы:. . Тема урока. :. Электрическая емкость. Конденсатор. Энергия ...
Электроемкость. Конденсаторы

Электроемкость. Конденсаторы

Урок по физике в 10 классе по теме: «Электроемкость. Конденсаторы». Цель урока:. Ввести понятие емкости проводника и конденсатора. Задачи урока:. ...
Электроемкость. Единицы электроемкости. Конденсаторы

Электроемкость. Единицы электроемкости. Конденсаторы

Атырауская область, Курмангазинский район, с. Ганюшкино, сш имени М.В. Ломоносова, Нурлан Сабыров. Тема урока:. Электроемкость. Единицы электроемкости. ...
Электроёмкость. Конденсаторы

Электроёмкость. Конденсаторы

Конспект урока для 10 класса «Электроёмкость. Конденсаторы». ст. Новоалексеевская. Курганинский район. План – конспект ...
Индукция магнитного поля

Индукция магнитного поля

Аннотация. . Автор материала (ФИО). Малюшова Людмила Григорьевна. . Должность (с указанием преподаваемого предмета). . . Учитель ...

Советы как сделать хороший доклад презентации или проекта

  1. Постарайтесь вовлечь аудиторию в рассказ, настройте взаимодействие с аудиторией с помощью наводящих вопросов, игровой части, не бойтесь пошутить и искренне улыбнуться (где это уместно).
  2. Старайтесь объяснять слайд своими словами, добавлять дополнительные интересные факты, не нужно просто читать информацию со слайдов, ее аудитория может прочитать и сама.
  3. Не нужно перегружать слайды Вашего проекта текстовыми блоками, больше иллюстраций и минимум текста позволят лучше донести информацию и привлечь внимание. На слайде должна быть только ключевая информация, остальное лучше рассказать слушателям устно.
  4. Текст должен быть хорошо читаемым, иначе аудитория не сможет увидеть подаваемую информацию, будет сильно отвлекаться от рассказа, пытаясь хоть что-то разобрать, или вовсе утратит весь интерес. Для этого нужно правильно подобрать шрифт, учитывая, где и как будет происходить трансляция презентации, а также правильно подобрать сочетание фона и текста.
  5. Важно провести репетицию Вашего доклада, продумать, как Вы поздороваетесь с аудиторией, что скажете первым, как закончите презентацию. Все приходит с опытом.
  6. Правильно подберите наряд, т.к. одежда докладчика также играет большую роль в восприятии его выступления.
  7. Старайтесь говорить уверенно, плавно и связно.
  8. Старайтесь получить удовольствие от выступления, тогда Вы сможете быть более непринужденным и будете меньше волноваться.