Energia laetud kondensaator

Energia laetud kondensaator - on töö kulutatud tema eest.

ajaloost

Esimene kondensaator peetakse Leideni purk. See arenes iseseisvalt kord kahe teadlased:

1. Ewald Georg von Kleist (11. oktoober 1745).
2. Pieter van Musschenbroek (1745 - 1746 aastat).

Kaks aastakümmet hiljem kerge ilmus elektroforus (1762), mida peetakse esimese tasapinnalise kondensaator. Siis ei olnud mõttes, võta ladustamise küsimustes vähe huvi. Teadlased kuid lõbus anda staatiline laeng. Näiteks van Pieter van Musschenbroek kogenud Leideni purk liiga ambitsioonikas tudeng, kui ta osutus üks pool halvatud elektrilaengu.

Teadus ei lähe edasi, kuigi maailmas, sealhulgas Benjamin Franklin, ei lükates vedur. Praegune arengustaadiumis füüsika algas Alessandro Volta. Teadlane osutunud on äratanud ja paeluvad disain elektroforusa. Riivitud kummist võiks lõputult laetud metallplaadi. Tol ajal arvati, et elekter on üle vedelikud atmosfääri ja Volta mõtlesid samamoodi. Nähes, et elektroforus suudab salvestada eest teadlane otsustas loendada.

Mõiste Volta

Nagu teadlane märgib juba 1778. aastal ta sai pilguheit potentsiaalide vahe, mida ta nimetas pinge - pinge. Kuna 1775 Volta järgib mahtuvus mõiste - capacita, pikendatakse tema õpetaja Beccaria. Volta juba teab, et elektroforus võimalik koguneda eest, nõuab seade kondensaatori ja otsustab kinnitada teooriat praktikas. Vastasel - leida seost pinge, võimsuse ja mahu (quantita) tasu.

Volta algas Leideni purk. Ta laetud staatilise generaator ja püüdis määrata Kondensaatori energia kolmel viisil:

1. Vaadeldud saadud säde elektrikaar erinevate disaini Leideni purk laetud sama pinge.
2. Mõõdetud kogus elektrostaatilised generaatorid hõõrdumise töö kuni elektromeeter näidud ei kasva teatud tasemeni.
3. Tühi Leideni purk väljas ja püüdis neid võrrelda toodetud elektrilöögi pärast aega.

Kõik ülaltoodud on viinud teadlased imelik järeldusi, et kõrge Leideni purk avar (samades ruudud elektroodid ja muudel võrdsetel tingimustel). See on tõenäoliselt seotud kiirust kaarlahendusest õhus erinevuste tõttu kumerust pinnad. Volta heakskiidu jõudu seotud elektrivoolu kiiremini voolav vedelik, kuumem (mida aistinguid) mõju. Selle tulemusena Volta leidnud, siis et ainult potentsiaalide vahe määratleb protsessi tekkimist šokk. Ta otsustas, et lubatav pinge mõõta kahel viisil:

1. Pärast summa staatilise elektri generaatori kiirust.
2. Võrreldes mõju elektrilöögi ajal väljutada Leideni purk.

Volta leidis, et laadimise Leideni purk tühi täis, šokk on kaks korda vähem. Aeglaselt (1782) Volta jõudis järeldusele, et eespool nimetatud väärtusi omavahel seotud: pinge x võimsusega ~ koormus, tänapäeva maailmas tundub U C = q või C = q / U.

Volta järeldusele, et võime suurem kui madalama pinge hoidke rohkem tasu. Järgneb järeldusele, et summa kogunenud vedelik on võrdeline pindala plaatide tasapinda kondensaatori. Mis on kooskõlas praeguse valemeid. Volta kokku teadmised suvalise juhi (katsetanud vardad Leideni purk). Muutes kaugus plaatide vahel, leitud järgmisega:

C ~ S / d.

Mis on tegelikult väljendus võime lennuk kondensaator. Volta seletatav kohalolekul sõltuvus resistentsus (resistentsus) elektroodide vahel, mis tähendab õhus. Muutes kaugus, seda seadistust õnnestub muuta mõlemas suunas. See on veidi vastuolus kaasaegse mõistete, kuid Volta aidanud George Omu pärast 40 aastat tuua suhet voolu ja pinge.

Tegelikult mõõtmine tehakse põhineb töö valdkonnas, näitus ainult tänu laeb kondensaatorit. On ilmselge, et nimetatud energia väärtus on - üks esimesi füüsikalised omadused, mida on analüütiline väljendeid.

mõõtühikuid

Energia- ja töö mõõdetakse tavaliselt džauli, elektripinge ja potentsiaalsete - volti.

See kutsus voldine potentsiaalide vahe, liikudes üksus positiivse laengu vahel, kus tööd tehakse 1 džaul.

mahtuvus kondensaator

Eespool näidatud, väljendatud Volta võimsus kondensaator. Valem on vaja arvutamisel energia. Suunas jõudu read määrati Coulomb vastavalt märke torsioonkaalu, võimaldades füüsikud lõpuks viia enda valemile. Volta oli lähedal mõiste sissetoomine electric potentsiaali, ei saa jätta mainita tema mentorid: Beccaria ja Cavendish. Tänu mainitud inimeste füüsika sai tihedalt lähemalt magnetväljas ja elekter.

Tööhõive elektrivälja

Elektrivälja nimetatakse potentsiaali. See tähendab, et töö oma jõudu ei sõltu trajektoori eest, vaid energia esialgne ja lõplik seisukoht. Tuletame meelde, et vastavalt määratlusele:

Elektrivälja - selles küsimuses, mille elektriline tasu suhelda.

Elektrivälja rakendatakse üksnes elektri eest. Loomiseks on kaks võimalust:

1. Electric tasud. Elektriliinid algab positiivne ja lõppema negatiivsete laengute.
2. Muutuv magnetväli. See tekitab elektromagnetilise laine, mida kasutatakse generaatoris.

Kui nad ütlevad, et kiirguse seadmed mõjutab inimese ning viitab magnet- ja elektrivälja komponendid. Eriti ohtlik on esimene, mis linastub suurte raskustega. Elektrivälja peetakse koolis käigus füüsika leitakse paigal ja tugevust oma read on paralleelsed. Kaks näidet:

1. Oletame tasu liigub piki jõujooni, mille kaugus l. Siis töö on lihtsustatud valemiga A = Fl, kus F - jõud, mis mõjub eest.
2. Oletame nüüd, et süüdistus on liikunud eelmises punktis eelarvamusi. Nii et projektsioon tee lb elektriülekandeliinile on jälle l. Sirgjooneline osa suhtes kaldenurk - V. Töö arvutatakse valemiga võttes arvesse nii geomeetriline suhteid A = FlbcosB = Fl.

See lihtne juhtum on lihtne kohaldada mis tahes vormis pingejooned. Need asjad tähendab, et elektriväljas töö ei sõltu trajektoori ning seega võrdne erinevusega valdkonnas potentsiaal: A = P1 - P2. Valem kehtib mis tahes valdkonnas. Kohandada ekspressiooni kasutusele mõiste elektriline potentsiaal jõuallika positiivse laengu - f = f / q1. Siis valemiga tööle teistsugusel seisukohal.

Electric pinge kahe punkti vahel nimetatakse potentsiaalide vahe nende vahel. Korrutades nimetatud väärtusest suurem kogus laengut spetsiifiline tähendus, saame: A = (F1 - F2) q = U q. Potentsiaali üle põllu ulatus on:

p = q / 4 pi ε r,

kus q - koguse laengu genereeriva valdkonnas; ε - dielektriline konstant keskkonnas (õhk või vaakum on ühtsuse); Pi = 3,14; r - kaugus punkti, ütles maksu. Valem ei sobi Kõikidel juhtudel on näitlikud. Aktsepteeritav rakendada tasu jaotatud pinnal kera ja punkte, mis asuvad väljaspool nimetatud pinnale.

Väljatugevus tasapinnalise kondensaatori

Füüsikas tasu alati läbi näitel lennuk kondensaator, see lihtsalt juhtub. Väli lame kondensaatori vastab täpselt eelpool kirjeldatule.

Olgu plaatidel on olemas teatud tasu eest. Ilmselt summa on sama, kuid erinevad märgid. Töö laengusiirderibad elektroodide vahel on võrdne A = F d, kusjuures keskmine pilu laius d. Valemiga otseselt viib intensiivsuse tõttu: A = E q d = ​​U q (cm. eespool). Järelikult saame kirjutada, et E = U / d.

Väljatugevuse näitab jõudu, millega seade töötab punkti eest.

Energia laetud kondensaator

Nüüd leiavad, kuidas arvutada energia laadimise ajal kondensaatori. Me peame meeles pidama, valemiga potentsiaali loodud punkti eest. Võib näha, et see vähendab lineaarselt kaugus. Aga sel juhul esimene ja positiivne laeng asub teine ​​plaat ja teine ​​negatiivne ja asub vastupidine. Seega, kuna liikumise suunas rida jõu märgitud järgmine pilt:

1. positiivse laengu potentsiaalset tilka.
2. Potentsiaalne negatiivse laenguga suureneb.

Ja muutus on sama. Järelikult kindla kondensaatori plaatide vahel potentsiaalne väli ei muutu. Nüüd mäletan, millest see sõltub. Juhul, kui uuritud kogused on pidevalt välja arvatud tasu kogunenud plaate pärast toidet. Nii potentsiaali on järjest suurenenud ja lineaarselt sõltuvad võta enam oluline ajakava õige protsess. Selgub sirge.

See tähendab, et esialgu potentsiaali on null, siis suureneb teatud piiri. Graafik arvu võimalikele kulutustele oleks sirge (aeg läheb väljapanija). Nüüd miks järeldused tehti:

1. On teada, et energia on väljendatud töö kulutanud.
2. Seega on lubatud kirjutada valemiga W = U q. Tundub lihtne, sest tasu on seotud võimsuse, kuid milline on pinge? Tuletatakse meelde, et kondensaatori kasvab eksponentsiaalselt laadimise ajal. Võtke aega lahutamatu? Füüsikud on juba lahendanud.
3. Potentsiaali (pinge) on lineaarses sõltuvuses eest, võime järeldada, et üldine tööpõhimõte keskmistatud on, et kui sirge vähendatakse jagunemise 2.

Tulemuseks: W = U q / 2. Nüüd asendada siit väljend saadud Alessandro Volta, ja sealt: W = C U2 / 2. Saadud ekspressiooni ja arvutustes.

mõõt energia laetud kondensaator

Kui arvutatakse võimsus filter ahelad ja muude elektriliste filtrid seisab probleemi määramise nimiväärtused. Tundub piisav, et viia valemiga sageduse võnkering, kuid lihtsuse on petlik. See on lihtne kontrollida, et sama vastus vastab väärtusi. Mida valida?

Mida suurem on toiteallikas, seadme toite, seda suurem energia siin toimub ajaühiku kohta. Kondensaatori sõltub pinge ja mahtuvus ruudu jaoks gaasipedaali - elektrivoolu poolt ja induktiivsus. Kuulmine ühe perioodi kõikumisi see arv on lihtne siduda võimu kui töö ajaühikus.

Selle tulemusena insener saab öelda umbes kui suure võimsusega on vaja igal konkreetsel juhul. Arvutus viiakse läbi esialgu energia laetud kondensaator.

Sarnased esineb mistahes kontuuris. Kondensaatorid filtreerida ja galvaanilist lahutust peavad kergesti üle minna soovitud sagedus ja olla mahukas, et mitte muutuda kitsaskohaks süsteemis.