Az energia, a feltöltött kondenzátor

Az energia egy feltöltött kondenzátor - a munka költött a díjat.

a történelemből

Az első kondenzátor minősül leideni palack. Ez függetlenül alakult ki egyszer két tudós:

1. Ewald Georg von Kleist (október 11, 1745).
2. Pieter van Musschenbroek (1745 - 1746 év).

Két évtizeddel később a fény jelent elektroforus (1762), úgy, mint az első sík kondenzátor. Akkor nem voltak feltételek, töltse tárolási problémák kevéssé érdekes. A tudósok mégis szórakoztató, hogy a sztatikus töltést. Például van Pieter van Musschenbroek tapasztalt leideni palack túl ambiciózus diák, amikor kiderült, hogy az egyik fele lebénult elektromos töltés.

Sci nem megy előre, bár a világon, többek között Benjamin Franklin, nem nyomja mozdony. A jelenlegi fejlődési szakaszában a fizika kezdődött Alessandro Volta. Scientist bizonyult vonzódik, és kíváncsivá tervezés elektroforusa. Reszelt gumi lehet a végtelenségig töltésű fémlemez. Abban az időben, azt feltételezték, hogy a villamosenergia-át a folyadékot a légkör, és Volta gondolta hasonlóan. Látva, hogy elektroforus képes tárolni felelős tudós úgy döntött, hogy számolja meg.

A koncepció a Volta

Ahogyan a tudós megjegyzi, már 1778-ban megkapta egy pillanatra potenciál különbség, amit az úgynevezett feszültség - feszültség. Mivel 1775 Volta tapad kapacitás fogalmát - capacita meghosszabbította tanára Beccaria. Volta már tudja, hogy elektroforus képesek felhalmozni ellenében kéri az eszköz egy kondenzátor, és úgy dönt, hogy erősítse az elmélet a gyakorlatban. Ellenkező esetben -, hogy megtalálja a kapcsolatot a feszültség, kapacitás és mennyiség (quantita) kell fizetnie.

Volta kezdődött a leideni palack. Megbízta azt a statikus generátort és megpróbálta meghatározni az energia a kondenzátor három módja van:

1. Megfigyelt kapott szikra a villamos ív által különböző tervezési leideni palack megbízott ugyanazon feszültség.
2. Mennyiségét mértük az elektrosztatikus generátorok súrlódási munka, amíg a elektrométer leolvasott nem nőtt egy bizonyos szintet.
3. Lemerült a leideni palack szabadban, és megpróbálta összehasonlítani őket elő áramütést idő után.

Az összes fenti vezetett kutatók furcsa eredmények szerint nagy a leideni palack tágas (körülményekkel azonos négyzetek elektródák és egyéb feltétel azonos). Ez valószínűleg összefügg a sebességet az ívkisülés a levegőben különbségek miatt a görbület felületeket. Volta mentesítés erő kapcsolódik az elektromos áram a gyorsabb áramló folyadék, a melegebb (a érzés) hatása. Ennek eredményeként, Volta találta, hogy az egyetlen potenciális különbség határozza meg a folyamat kialakulásának sokk. Úgy döntött, hogy a megengedett feszültség mért két módja van:

1. Miután az összeg a statikus töltés generátor sebességét.
2. Összehasonlítva a hatás áramütés ellátása közben egy leideni palack.

Volta találta, hogy a töltés a leideni palack üres teljes, sokk kétszer kevesebb. Lassan (1782) Volta arra a következtetésre jutott, hogy a fenti értékek kapcsolódnak egymáshoz: feszültség x kapacitás ~ terhelés, a modern világ úgy néz ki, mint egy U C = Q vagy C = Q / U.

Volta következtetésre jutott, hogy a kapacitása nagyobb, hol kisebb feszültséget tart több díjat. Majd a következtetést, hogy a felhalmozott folyadék egyenesen arányos a terület a lemezek egy síkkondenzátor. Ami összhangban van a jelenlegi képleteket. Volta -ról tudás tetszőleges vezeték (kísérletezett rudak leideni palack). Távolság változtatásával a lemezek között, a következőket állapította:

C ~ S / d.

Mi valójában kifejezi a kapacitás egy sík kondenzátor. Volta jelenlétével magyarázható egy függését rezisztencia (ellenállás) az elektródok között, vagyis a levegő. Megváltoztatja a távolság, ez a beállítás felszabadítással változhat mindkét irányban. Ez egy kicsit ellentmond a modern fogalmak, de Volta segített George Omu 40 év után, hogy az áramerősség és a feszültség.

Tény, hogy a mérés alapján történik a munka területén, kiállítóterem csak köszönhető, hogy a kondenzátor feltöltődik. Nyilvánvaló, hogy az említett energia értéke - az egyik első fizikai jellemzők levezetéséhez használt analitikai kifejezéseket.

mértékegységek

Energia és a munka általában mérni joule elektromos feszültség és a lehetséges - a voltot.

Ez az úgynevezett V feszültségkülönbség, amikor a mozgó egység pozitív töltés között, ahol a munkát végezni 1 joule.

kondenzátor kapacitása

A fentiekből kiderül, kifejezett Volta kapacitás kondenzátor. A képlet lesz szükség kiszámításakor az energiát. A erő irányában vonalak által meghatározott Coulomb szerint jelzések egy inga, amely lehetővé teszi a fizikusok végül hogy saját képlet. Volta közel volt a fogalmának bevezetése az elektromos potenciál, nem szünteti meg az említés a mentorok: Beccaria és Cavendish. Hála az említett emberek fizika lett szoros, hogy közelről a mágnesesség és elektromosság.

Foglalkoztatás elektromos tér

Az elektromos mező az úgynevezett potenciálját. Ez azt jelenti, hogy a munka az ő ereje nem függ a pályáját a díjat, kizárólag az energia a kezdeti és végső helyzetét. Emlékezzünk, a meghatározás szerint:

Elektromos mező - ebben a kérdésben, amellyel elektromos töltések egymásra.

Az elektromos mező alkalmazása csak elektromos töltések. Alkotó két módja van:

1. Elektromos töltések. Az elektromos vezetékek kezdődik a pozitív és negatív töltések végződnek.
2. Változó mágneses mező. Ennek hatására egy elektromágneses hullám, hogy használják a generátor.

Amikor azt mondják, hogy a sugárzás készülékek befolyásolja a személy, és utal a mágneses és elektromos alkatrészeket. Különösen veszélyes az első, hogy átvizsgáljuk nagy nehezen. Az elektromos mező tekinthető egy iskolában során a fizika, úgy vélik, a helyhez kötött és az ereje párhuzamos. Két példa:

1. Tegyük fel, hogy a töltés mentén mozog erővonalak olyan távolságra l. Ezután a munka az egyszerűsített képlet A = Fl, ahol F - a ható erő ellenében.
2. Tegyük fel, hogy a töltés költözött az előző pontban a torzítás. Ahhoz, hogy a vetítés útvonal lb a távvezeték ismét l. A szögletes részt, az eltérítési szög - V. A munka képlettel számítjuk ki, figyelembe véve mind geometriai összefüggések A = FlbcosB = Fl.

Ez az egyszerű eset könnyen alkalmazható semmilyen formában feszültség vonalak. Ezek a dolgok azt jelenti, hogy az elektromos mező munkája nem függ a pálya, és így egyenlő a különbséggel mezőpotenciál: A = P1 - P2. A képlet alkalmazható minden területen. Alkalmazkodni kifejezés, bevezette a villamos potenciál, mint a tápegység pozitív töltés - f = f / q1. Ezután a képlet munka eltérő álláspontra.

Villany két pont között az úgynevezett potenciális különbség közöttük. Szorzása értéket a díj összegének, mint az adott értéket, kapjuk: A = (F1 - F2) q = U q. A lehetséges a mezőn magnitúdó:

p = q / 4 pi ε r,

ahol q - mennyiségű töltés generáló területen; ε - dielektromos állandója a közeg (levegő, vagy vákuum egység); Pi = 3,14; r - távolság a pont az említett díjat. A formula nem alkalmas minden esetben, csak példaként említjük. Elfogadható alkalmazzák a díj elosztva a gömb felülete, és a pontok, amelyek kívül esnek az említett felületen.

A térerősség a lapos kondenzátor

A fizikában az ellenérték mindig végeztek a példa egy sík kondenzátor, csak megtörténik. Field lapos kondenzátor pontosan egyezik a fent leírtak szerint.

Hagyja a lemezeken van egy bizonyos díjat. Nyilvánvaló, hogy az összeg ez ugyanaz, de különböző jelek. A munka a töltésátviteli az elektródák közötti egyenlő A = F d, ahol az átlagos rés szélessége d. Formula közvetlenül vezet intenzitása miatt: A = E q d = ​​U q (cm. fentebb). Következésképpen tudjuk írni, hogy az E = U / d.

A térerősség mutatja az erő, amellyel a berendezés működik ponttöltés.

Az energia, a feltöltött kondenzátor

Most úgy vélik, hogy hogyan kell kiszámítani az energia töltés közben a kondenzátor. Meg kell emlékezni képlet potenciális létre ponttöltés. Látható, hogy a lineárisan csökken a távolság. De ebben az esetben, az első és a pozitív töltés található a második lemez, a második negatív és szemben helyezkedik el. Ezért, mivel a mozgás irányában a erővonal jelezte a következő képet:

1. pozitív töltés potenciális csepp.
2. Lehetséges negatív töltés növekszik.

És a változás sebessége azonos. Következésképpen a sík kondenzátor lemezek közötti potenciális mező nem változik. Ne feledd, hogy ahonnan függ. Amennyiben a vizsgált mennyiség állandó, kivéve töltés halmozódott fel a lemezeket, miután feszültség. Így a potenciális fokozatosan növekszik, és lineárisan függ a töltés, és már nem fontos ütemterv megfelelő eljárást. Kiderült egy egyenes vonal.

Ez azt jelenti, hogy kezdetben a potenciál nulla, majd növekszik egy bizonyos határig. A grafikon a számos lehetséges díjak lenne egy egyenes vonal (az idő múlásával kiállító). Most miért a következtetések tehetők:

1. Köztudott, hogy az energia által kifejtett munka fordított.
2. Tehát, akkor megengedett, hogy írjon a képlet W = U q. Úgy néz ki, könnyű, mert a töltés kapcsolatos kapacitás, de mi van a feszültség? Emlékeztetni kell arra, hogy a kondenzátor exponenciálisan növekszik a töltés során. Szánj időt integrál? A fizikusok már megoldotta a problémát.
3. A potenciál (feszültség) lineárisan függ a töltés, arra a következtetésre jutunk, hogy a teljes működését átlagolás, hogy amikor egy egyenes vonal csökken a szétválás 2.

Az eredmény: W = U q / 2. Most helyettesíti itt a kapott expresszió Alessandro Volta, és ki: W = C U2 / 2. A kapott expressziós és a számításokban használt.

mértéke az energia egy feltöltött kondenzátor

Kiszámításánál a hálózati szűrő áramkörök és egyéb elektromos szűrők áll a probléma meghatározásának felekezetek. Úgy tűnik, elegendő ahhoz, hogy a képlet a frekvencia rezgőkör, de az egyszerűség megtévesztő. Ez könnyen ellenőrizhető, hogy ugyanazt a választ megfelel egy értékrend. Melyiket válasszam?

Minél nagyobb az áramforrást, elektromos készülék, annál nagyobb az energia itt zajlik egységnyi idő alatt. Kondenzátor függ a feszültség és kapacitás egy négyzet, egy fojtószelep - az elektromos áram és az induktivitása. Meghallgatás egyszeri alkalommal ingadozások ez a szám könnyen kötni a hatalom, mint a végzett munka egységnyi idő alatt.

Ennek eredményeként, a mérnök képes lesz azt mondani, hogy körülbelül mennyi nagy teljesítményre van szükség egy adott esetben. A számítást végzik kezdetben az energia egy feltöltött kondenzátor.

Hasonló történik semmilyen áramkört. Kondenzátorokat alkalmaznak, a szűrőt, és galvanikus leválasztás van szükség, hogy könnyen át a kívánt frekvencia, és hogy tágas, hogy nem vált a szűk keresztmetszetet a rendszerben.