Презентация "Электрическая ёмкость. Конденсаторы." по физике – проект, доклад

13.12.2018 Ёмкость

Электрическая ёмкость. Конденсаторы.

Эдуард Вовк

Известно что все тела в природе электризуются, в том числе и металлы, если они изолированы, то есть не имеют связь с Землей. Тела не имеющие связь с Землей считаются изолированными. Опыт показывает что изолированные тела накапливают заряд на своей поверхности. Свойства тела накапливать заряд на своей поверхности называется электрической емкостью. Электрическую ёмкость можно сравнить с емкостью кухонного сосуда, в котором можно накопить и сохранить вещество.

Тема: Электрическая емкость. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Соединение конденсаторов. Энергия между обкладками заряженного конденсатора.

Приобретение новых знаний и возможностей для изучения / расследования реальности, обогащая свои собственные процедуры изучения физики. Ц1 На когнитивном уровне - обучения и развития потенциала учащийся в синтезе и систематизации знании. Ц2 На аффективном уровне - развития организационного и реорганизационного потенциала учащийся. Ц3 На образовательном уровне - развития интеллектуального потенциала через усвоение научных знаний.

Цели

Электроемкостью (емкостью) C уединенного изолированного проводника называется физическая величина, равная отношению изменения заряда проводника q к изменению его потенциала

Единица измерения емкости в системе СИ называется Фарадой. Фарада (Ф) - это емкость такого уединенного проводника, потенциал которого повышается на 1 Вольт при сообщении ему заряда в 1 Кулон. 1 Ф = 1 Кл/1 В. В практике используются уменшеные производные Фарада, такие как: Опыт показывает что отношение заряда на потенциал есть постоянная в любой точке проводника, и зависит только от его формы и размеров, а также от окружающей его диэлектрической среды (ε).

Покажем как зависит емкость проводника от его формы. К примеру заряженная сфера до потенциала: имеет емкость равной: Из этой формулы видно что емкость обычных тел очень мала. Таким образом можно рассчитать радиус сферы емкостью в один Фарад.

Емкость конденсатора Конденсатором называют систему двух разноименно заряженных проводников, разделенных диэлектриком (например, воздухом). Свойство конденсаторов накапливать и сохранять электрические заряды и связанное с ними электрическое поле характеризуется величиной, называемой электроемкостью конденсатора. Электроемкость конденсатора равна отношению заряда одной из пластин q к напряжению между ними U:

Емкость конденсатора С зависит от формы, относительного положения, площадью обкладок и от рода диэлектрика между ними, и не зависит от напряжения и количество заряда . В зависимости от формы обкладок, конденсаторы бывают плоскими, сферическими и цилиндрическими. Формулы для расчета емкостей этих конденсаторов приведены в таблице.

Соединение конденсаторов в батареи.

Параллельное соединение конденсаторов При параллельном соединении напряжение на всех обкладках одинаковое U1 = U2 = U3 = U = Е, а емкость батареи равняется сумме емкостей отдельных конденсаторов C = C1 + C2 + C3. Последовательное соединение конденсаторов При последовательном соединении заряд на обкладках всех конденсаторов одинаков Q1 = Q2 = Q3, а напряжение батареи равняется сумме напряжений отдельных конденсаторов U = U1 + U2 + U3. Емкость всей системы последовательно соединенных конденсаторов рассчитывается из соотношения: 1/C = U/Q = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3. Емкость батареи последовательно соединенных конденсаторов всегда меньше, чем емкость каждого из этих конденсаторов в отдельности.

Плоский воздушный конденсатор заряжен до напряжения в 100В. Расстояние между обкладками конденсатора составляет 1см. Между обкладками этого конденсатора помещается проводящая пластина толщиною в 5мм. Площадь пластины полностью совпадает с площадью обкладок конденсатора. Определить установившейся напряжение на обкладок, после того как была ведена проводящая пластина.

Дано:

Заряженная пластина делит конденсатор на два последовательно связанные конденсатора с ёмкостью С1 и С2, для которых справедливо значение: и

Ответ:

Энергия электростатического поля.

Энергия заряженного плоского конденсатора W равна работе A, которая была затрачена при его зарядке, или совершается при его разрядке. Поскольку напряжение на конденсаторе может быть рассчитано из соотношения: где E - напряженность поля между обкладками конденсатора, d - расстояние между пластинами конденсатора, то энергия заряженного конденсатора равна: где V - объем пространства между обкладками конденсатора.