Flat condensador - simplificación físico, ha tomado el comienzo de los primeros estudios de la electricidad, que es una estructura en la que las superficies del electrodo están en uniforme en cualquier punto son paralelos.
fórmula
La gente está buscando fórmulas que describen la capacidad de un condensador plano. Lea a continuación datos interesantes y poco conocidos, los signos matemáticos secos también son importantes.
Identificado por primera vez la capacidad de condensador plano Volta. Tiene en su poder aún no era el valor - la diferencia de potencial, llamada tensión, pero intuitivamente correcta científico explica el fenómeno. La magnitud del número de cargas, interpretarse como la cantidad de atmósfera fluido eléctrico - no está muy bien, pero parece ser cierto. Según condensador plano expresado capacidad perspectiva es la relación de volumen de fluido eléctrica acumulada a la diferencia de los potenciales atmosféricas:
C = q / U.
La fórmula es aplicable a cualquier condensador, independientemente de la estructura. Reconocido como universal. Especialmente diseñado para la capacidad de los condensadores planos fórmula, expresada en términos de propiedades del material dieléctrico y las dimensiones geométricas:
En esta fórmula, S denota electrodos a través de la zona, que se calcula como el producto de las partes, y d - indica la distancia entre los electrodos. Otros símbolos - constante dieléctrica (8854 pF / m) y la constante dieléctrica del material dieléctrico. Los condensadores electrolíticos tienen una gran capacidad de tales por una buena razón: la solución se separa de la capa de óxido de metal conductor es extremadamente delgada. Por lo tanto, d es el mínimo. El único aspecto negativo - condensadores electrolíticos polares, que no pueden ser conectados al circuito de corriente alterna. Para este fin, en el ánodo o cátodo, están marcadas con un signo más o menos.
condensadores planos son raros hoy en día, es sobre todo la tecnología de membrana microscópico, dichas superficies de carrera se considera dominante. Todos los elementos pasivos y activos se forman a través de un tamiz para formar una especie de película. inductores planos, resistencias y condensadores se aplican en forma de pastas conductoras.
Material depende de la capacidad dieléctrica, cada estructura propia. Se cree que el material amorfo es de dipolos no orientadas, la elásticamente fortificado en sus lugares. Cuando un campo eléctrico externo son guiados de forma reversible a lo largo de las líneas de debilitamiento de la tensión. Como resultado, la carga se acumula hasta que se detiene el proceso. A medida que la potencia de salida de electrodos dipolos regreso a su lugar, por lo que es posible un nuevo ciclo de trabajo. Por lo tanto, está operando un condensador eléctrico plana.
Condensador de lecciones
de la historia
Primero comenzó a explorar la gran acumulación de carga Alessandro Volta. El informe de la Royal Society en 1782 por primera vez la voz de la palabra condensador. En comprensión Voltios elektroforus representan dos placas paralelas, se bombea a partir de fluido eléctrico éter.
En la antigüedad, todo el conocimiento se redujo a la opinión de los científicos, si la atmósfera de la Tierra contiene algo que no está definido dispositivos. Asistido electroscopios elementales capaces de determinar el signo de la carga y su existencia no da una indicación de la cantidad. Los científicos simplemente frotan con superficie corporal de pieles y una bandeja para la investigación en el área de influencia del dispositivo. Gilbert demostró que las interacciones eléctricas y magnéticas se debilitan con la distancia. Los científicos más o menos sabían qué hacer, pero los estudios no han progresado.
La hipótesis de la electricidad atmosférica sugerido por Benjamin Franklin. Se investigó activamente el relámpago y llegó a la conclusión de que estas son manifestaciones de una misma fuerza unida. El lanzamiento de un cometa en el cielo, formó un hilo de seda juguete al suelo y observó el arco. Es experimentos peligrosos, y Benjamin arriesgó varias veces su vida por el bien de la ciencia. Hilo de seda conduce la electricidad estática - se demuestra por Stephen Grey, primero se reunieron en 1732 un circuito eléctrico.
En 20 años (1752), Benjamin Franklin propuso la construcción de la primera pararrayos, protección contra rayos llevaron a cabo los edificios cercanos. Sólo pensar en ello! - en primer lugar, que esperaba las quemaduras de las casas de impacto accidental. Benjamin Franklin propuso un tipo llamado carga positiva (vidrio) y el segundo negativo (resina). Por lo tanto físicos fueron inducidos a error sobre la verdadera dirección del movimiento de electrones. Pero cuando éste realizará una opinión diferente, cuando en 1802, en base a la experiencia de los rusos Petrova vio que el ánodo se forma la fosa? En consecuencia, las partículas de carga positiva son transferidos al cátodo, pero en realidad se probaron iones de plasma de aire.
A principios de la voltios estudio de los fenómenos eléctricos ya conocidos, las cargas estáticas y el hecho de que tienen los dos personajes. La gente tercamente cree que el "fluido" se toma del aire. Esta idea llevó a experimentos con frotar el cabello de color ámbar, no es reproducible bajo el agua. En consecuencia, se convirtió lógico suponer que la electricidad se puede producir exclusivamente de la atmósfera de la Tierra, lo cual, por supuesto, no es cierto. Por ejemplo, muchas soluciones investigadas Humphrey Davy, conducir la corriente eléctrica.
Por lo tanto, la razón es diferente - por el roce de la fuerza de fricción bajo el agua ámbar disminuido en las decenas o cientos de veces, y la carga se disipa por el volumen de líquido. Por lo tanto, sólo el proceso ineficaz. Hoy en día, cada minero sabe que el aceite está electrificado por la fricción contra el tubo sin aire. En consecuencia, la atmósfera para el "fluido" no se considera un componente obligatorio.
El condensador de placas más grandes del mundo
Tal sistemática, pero es fundamentalmente interpretaciones erróneas no han dejado de Volta en el camino de la investigación. Estudió mucho elektroforus tan perfecto generador del tiempo. El segundo era una bola de azufre Otto von Guericke inventó un siglo antes (1663). Su diseño ha cambiado poco, pero después del descubrimiento de carga Stephen Grey comenzó a despegar con la ayuda de guías. Por ejemplo, en el metal máquina electrostática se utilizan peine convertidores.
Durante mucho tiempo los científicos se balanceaban. máquina electrostática 1880 tiene derecho a ser considerado como el primer generador de descarga de gran alcance le permite obtener un arco, pero el verdadero poder de los electrones alcanzado en el Van de Graaff (1929), donde la diferencia de potencial de la unidad megavolt. Para la comparación - la nube de tormenta, según la Wikipedia, detecta potencial respecto a la Tierra en unidades gigavolt (tres órdenes de magnitud mayor que en la máquina humana).
En resumen, con un cierto grado de certeza dicen que los procesos naturales se utilizan como principio la acción de electrificación por fricción, impacto y otros tipos, y el poderoso ciclón es el más grande de la plana conocida condensadores. Rayo muestra lo que sucede cuando el dieléctrico (la atmósfera) no puede soportar la diferencia de potencial aplicada y se rompe. Exactamente similar está ocurriendo en un condensador plano, creado por el hombre, si la tensión es excesiva. Ruptura dieléctrica sólida irreversible, y un arco eléctrico es a menudo la causa de electrodos de fusión y avería de la máquina.
Elektroforus
Así, Volta emprendió el estudio de los modelos de procesos naturales. Elektroforus apareció por primera vez en 1762, diseñado por Johann Karl Wilcke. Un dispositivo verdaderamente popular se convierte después de los informes Volta Real Sociedad (mediados de los años 70 del siglo XVIII). Volta ha dado el instrumento el nombre actual.
Ver elektroforusa
Elektroforus capaz de acumular una carga electrostática formada por la pieza de caucho del recubrimiento de fricción. Se compone de dos planos, electrodos mutuamente paralelas:
- La parte inferior es una pieza delgada de goma. El espesor elegido por razones de eficacia del dispositivo. Si escogemos un trozo de parte sólida, significativa de la energía se acumularán en el dieléctrico de la orientación de sus moléculas. Que se celebra en el condensador plano moderno en el que se coloca el dieléctrico para aumentar elektroomkosti.
- La placa superior de acero fino se coloca en la parte superior, cuando la carga ya acumulados fricción. Debido a la influencia de un exceso de carga negativa se forma en la superficie superior se eliminan en el interruptor de puesta a tierra, de modo que cuando dos placas no Desacoplamiento ocurrieron compensación mutua.
El principio de funcionamiento del condensador de placas paralelas ya está claro. Un operador se frota con revestimiento de caucho, dejando una carga negativa. Top pieza de metal se pone. Debido a la gran rugosidad de la superficie no están en contacto pero están separados el uno del otro. Como resultado, la influencia del metal electrificada. Los electrones son repelidos carga superficial de caucho y van al plano externo, donde el operador los elimina a través de la puesta a tierra ligero toque momentáneo.
La parte inferior de la placa de metal permanece cargado positivamente. Cuando desacoplar las dos superficies, este efecto se retiene en el material se observa deficiencia de electrones. Y mucho chispa, si toca una placa de metal. Esta experiencia permite en una sola carga de caucho prodelyvat cientos de veces, su resistencia estática de la superficie es extremadamente grande. No permite que la carga fluya. Demostrando experimento descrito, Volta atrajo la atención del mundo científico, pero los estudios no se han movido hacia delante, con la excepción de los descubrimientos de Charles Coulomb.
En 1800, Alessandro da impulso al desarrollo de la investigación en el campo de la electricidad, inventó la famosa fuente de energía fotovoltaica.
El diseño del condensador plano
Elektroforus se construye a partir de primeros condensadores planos. Sus placas son capaces de almacenar solamente una carga estática, de lo contrario es imposible para electrificar el caucho. Superficie almacena electrones extremadamente largos. Volta sugirió incluso para eliminarlos a través de una radiación ultravioleta de aire o llama de la vela ionizado del sol. Hoy en día, todo escolar sabe que el fenómeno se hace con agua. Sin embargo, elektroforus entonces tienen que secar.
En el mundo actual, la placa inferior se recubrió con teflón o plástico. Están bien ganando carga estática. Dieléctrica se convierte en aire. Para ir a la construcción de un condensador moderno, es necesario tanto para hacer placas de metal. Entonces, en el caso de una carga de electrificación extendido a la segunda, y si se pone a tierra el otro terminal, la energía almacenada se almacena un cierto tiempo.
Los detalles de diseño
electrones de margen depende del material dieléctrico. Por ejemplo, se encuentran entre los condensadores modernos:
- Mica.
- Aire.
- Electrolítico (óxido).
- Cerámica.
En el nombre establecido material dieléctrico. La composición depende directamente de la capacidad que se puede aumentar muchas veces. dieléctricos papel se ha explicado anteriormente, sus parámetros se determinan directamente la estructura de la materia. Sin embargo, muchos materiales con un alto rendimiento, no pueden utilizar debido a su falta de aptitud. Por ejemplo, el agua tiene una constante dieléctrica alta.
