Электроёмкость. Конденсаторы

Тема: Электроёмкость. Конденсаторы.

Цель урока: познакомиться с новой физической величиной С –электорёмкостью; вывести формулу емкости плоского конденсатора; познакомиться с устройством-конденсатором; понять принцип работы конденсатора; узнать какие типы конденсаторов существуют; доказать их практическую значимость; узнать чему равна энергия заряженного конденсатора.

Конденсаторы в цепях постоянного тока Конденсатором принято называть систему из двух разноименно заряженных проводников (обкладок), расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Форма обкладок обычно выбирается такой, чтобы электрическое поле было локализовано в некоторой ограниченной области (плоский, сферический, цилиндрический конденсатор). Емкость конденсатора равна отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между обкладками Емкость плоского конденсатора с площадью пластин S, расположенных на расстоянии d друг от друга равна где - диэлектрическая проницаемость вещества заполняющего конденсатор, - электрическая постоянная, S - площадь обкладок, d - расстояние между ними. Заряженный конденсатор обладает запасом электрической энергии Если составить цепь, состоящую из последовательно соединенных батарейки с ЭДС, равной , амперметра, резистора с сопротивлением R и конденсатора с емкостью C, то при замыкании ключа ток в цепи будет изменяться со временем по закону Произведение называется временем релаксации. Через время ток в цепи уменьшается в е=2.7 раза.

Виды конденсаторов Воздушный Бумажный Слюдяной электростатический

НАЗНАЧЕНИЕ Накапливать на короткое время заряд или энергию для быстрого изменения потенциала Не пропускать постоянный ток В радиотехнике - колебательный контур, выпрямитель фототехника

Единицы электроёмкости В системе СИ электроёмкость измеряется в фарадах С = q/ φ- φ 1 Ф=1 Кл / 1 В 1Ф – электроёмкость очень большой величины, Это электроёмкость сферы 9 *10 км, в 13 раз превышающей радиус Солнца

Поле плоского конденсатора Плоский конденсатор состоит из двух параллельных друг другу проводящих пластин (обкладок), расположенных на некотором расстоянии d друг от друга. Это расстояние обычно выбирается достаточно малым по сравнению с линейными размерами пластин. В этом случае электрическое поле сосредоточено в основном между обкладками конденсатора. В этой области его можно считать приближенно однородным и равным Здесь Q - заряд конденсатора, S - площадь пластин, - электрическая постоянная. Величину называют поверхностной плотностью заряда. Если в пространство между обкладками поместить точечный заряд q, то на него будет действовать сила Если q>0, то направление вектора силы будет совпадать с направлением силовых линий, если q

Соединение конденсаторов Параллельное q =q+ q + q+… U=U=U=U=… C=C+C+C+… При параллельном включении конденсаторов общая емкость равна сумме емкостей

При последовательном соединении складываются обратные емкости q = q = q = q = … U = U + U + U + … 1/C = 1/C + 1/C + 1/C + …

Вывод формулы энергии конденсатора W=A= qU, W=q U/2, т.к. q = C U W=CU / 2 или W= q / 2C. Учитывая, что U= Е d, a C = ε ε S / d Получим W= C E d / 2 = ε ε S Ed / 2, т.к. S d= V то W= ε ε EV/2

ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ заряженного конденсатора – физическая величина, равная половине отношения квадрата электрического заряда конденсатора к его электроемкости. Электрическую энергию, заключенную в единице объема поля, называют объемной плотностью энергии электрического поля.

Домашнее задание: п 51 упр 9 ( 4,5) заполнить таблицу