Plaatcondensator

Vlakcondensator - fysiek vereenvoudiging is het begin van de vroege studies van elektriciteit, een structuur waarin de elektrodeoppervlakken in uniform op elk punt parallel genomen.

formule

Mensen zijn op zoek naar formules beschrijven van de capaciteit van een vliegtuig condensator. Lees hieronder interessante en weinig bekende feiten, droge wiskundige tekens zijn ook belangrijk.

Eerst geïdentificeerd capaciteit vlakcondensator Volta. In zijn bezit is nog de waarde - het potentiaalverschil, spanning genoemd, maar intuïtief correct wetenschapper legde het fenomeen. De omvang van het aantal ladingen, geïnterpreteerd als de hoeveelheid elektrische vloeistof sfeer - niet helemaal goed, maar het lijkt om waar te zijn. Volgens geuit vooruitzichten capaciteit vlakcondensator is de verhouding van het volume van geaccumuleerde elektrische fluïdum aan het verschil van de atmosferische potentialen:

C = q / U.

De formule is toepasbaar op elk condensator, ongeacht de structuur. Erkend als universeel. Speciaal ontworpen voor vlakcondensatoren formule capaciteit, uitgedrukt in eigenschappen van het diëlektrische materiaal en de geometrische afmetingen:

In deze formule duidt S elektroden door het gebied, dat wordt berekend als het product van de partijen en d - geeft de afstand tussen de elektroden. Andere symbolen - diëlektrische constante (8854 pF / m) en de diëlektrische constante van het diëlektrische materiaal. Elektrolytische condensatoren zo'n grote capaciteit voor niets: de oplossing wordt gescheiden van de geleidende metaaloxidelaag is zeer dun. Derhalve d de minimum. Het enige negatieve - polaire elektrolytische condensatoren, kunnen ze niet worden aangesloten op de AC-circuit. Daartoe op de anode en kathode zijn aangegeven met een plus- of minteken.

Vlakcondensatoren zijn zeldzaam vandaag de dag, is het meestal microscopisch membraantechnologie, zei ras oppervlakken wordt dominant beschouwd. Alle passieve en actieve elementen gevormd door een zeef met een soort film. Vlakke spoelen, weerstanden en condensatoren zijn aangebracht in de vorm van geleidende pasta.

Materiaal is afhankelijk van de diëlektrische capaciteit, elk eigen structuur. Er wordt aangenomen dat het amorfe materiaal is van niet-georiënteerde dipolen, de elastisch versterkt in hun plaats. Wanneer een extern elektrisch veld reversibel worden langs de verzwakkingslijnen spanning. Hierdoor wordt geaccumuleerd tot het stopt. Aangezien het vermogen van elektroden dipolen keren plaatsvinden, waardoor een nieuwe werkcyclus. Dus het is de exploitatie van een vlakke elektrische condensator.

uit de geschiedenis

Eerst begon de grote ophoping van lading Alessandro Volta verkennen. Het rapport van de Royal Society in 1782 voor het eerst geuit het woord condensator. Begrijpen Volts elektroforus die twee evenwijdige platen, gepompt uit ether elektrische vloeistof.

In de oudheid, alle kennis kwam naar beneden op het advies van wetenschappers, als de atmosfeer van de aarde iets dat niet apparaten is gedefinieerd bevat. Bijgewoond elementaire elektroscopen in staat zijn om het teken van de lading te bepalen en het bestaan ​​ervan niet een indicatie van het bedrag te geven. Wetenschappers gewoon gewreven met bont lichaamsoppervlak en een lade voor onderzoek in het invloedsgebied van de inrichting. Gilbert bleek dat de elektrische en magnetische interacties zwakker met de afstand. Wetenschappers ruwweg wist wat te doen, maar studies zijn niet gevorderd.

De hypothese van de atmosferische elektriciteit door Benjamin Franklin gesuggereerd. Hij actief onderzocht bliksem en kwam tot de conclusie dat deze uitingen van dezelfde verenigde kracht. De lancering van een vlieger in de lucht, organiseerde hij een speelgoed zijden draad op de grond en keken naar de boog. Het is gevaarlijk experimenten, en Benjamin herhaaldelijk riskeerde zijn leven ter wille van de wetenschap. Zijdedraad geleidt statische elektriciteit - wordt bewezen door Stephen Gray, eerst verzameld in 1732 een elektrisch circuit.

In 20 jaar (1752), Benjamin Franklin voorgestelde constructie van de eerste bliksemafleider bliksembeveiliging voerde de nabijgelegen gebouwen. Denk enkel over het! - in de eerste plaats ik verwacht het huis brandwonden tegen stoten. Benjamin Franklin voorgesteld een type genaamd positieve lading (glas) en de tweede negatieve (hars). Dus werden natuurkundigen misleid omtrent de ware richting van de elektronen beweging. Maar waar een andere mening, toen in 1802, gebaseerd op de ervaringen van de Russen Petrova zal ondernemen zag dat de anode wordt gevormd fossa? Bijgevolg worden de positieve lading deeltjes naar de kathode, maar in werkelijkheid bleek luchtplasma ionen.

Aan het begin van de studie volt elektrische verschijnselen al bekend, statische ladingen en het feit dat ze de twee karakters. Mensen koppig geloofde dat de "vloeistof" is overgenomen uit de lucht. Dit idee wordt gevraagd experimenten met wrijven amber haar, niet reproduceerbaar onder water. Bijgevolg werd het logisch om te veronderstellen dat de elektriciteit alleen kan optreden uit de atmosfeer van de aarde, die, natuurlijk, is niet waar. Bijvoorbeeld, veel oplossingen onderzocht Humphrey Davy, geleiden elektrische stroom.

De reden hiervoor is anders - door wrijven amber onderwater wrijvingskracht verminderd bij tientallen of honderden keren, en de lading wordt gedissipeerd door het vloeistofvolume. Daarom is alleen het proces niet effectief. Tegenwoordig elke mijnwerker weet dat olie geëlektrificeerd door wrijving tegen de buis zonder lucht. Als gevolg daarvan wordt de sfeer voor de "vloeistof" niet beschouwd als een verplicht onderdeel.

De grootste plaatcondensator in de wereld

Een dergelijke systematische, maar is uit den boze interpretaties zijn niet gestopt Volta op het onderzoek pad. Hij studeerde harde elektroforus zo perfect generator van de tijd. De tweede was een bal van zwavel Otto von Guericke bedacht een eeuw eerder (1663). Het ontwerp is er weinig veranderd, maar na de ontdekking van Stephen Grey lading begon af te nemen met de hulp van gidsen. Bijvoorbeeld in de elektrostatische machine metalen kam-omzetters worden gebruikt.

Voor een lange tijd waren de wetenschappers slingeren. Elektrostatische machine 1880 heeft het recht om te worden beschouwd als de eerste krachtige ontlading generator stelt u in staat om een ​​boog te krijgen, maar de ware kracht van de elektronen bereikt in de Van de Graaff (1929), waarbij het potentiaalverschil van de eenheid megavolt. Ter vergelijking - de onweerswolk, volgens Wikipedia detecteert potentiaal ten opzichte van de aarde in Gigavolt eenheden (drie orden van grootte hoger dan in de menselijke machine).

Kortom, met een zekere mate van zekerheid zeggen dat natuurlijke processen worden gebruikt als principe actie elektrificatie door wrijving, impact en andere types en krachtige cycloon is de grootste van de bekende vlakke condensatoren. Lightning laat zien wat er gebeurt als de diëlektrische (de atmosfeer) de toegepaste potentiaalverschil en breekt niet kan weerstaan. Precies soortgelijke gebeurt in een vlakke condensator, die door de mens, als de spanning te hoog. Irreversibele afbraak vaste diëlektricum en een vlamboog is vaak de oorzaak van smelten elektroden en machinebreuk.

Elektroforus

Dus nam Volta de studie van modellen van natuurlijke processen. Elektroforus verscheen voor het eerst in 1762, ontworpen door Johann Karl Wilcke. Een echt populair apparaat wordt na meldingen Volta Royal Society (mid-jaren '70 van de achttiende eeuw). Volta heeft het instrument de huidige naam gegeven.

Elektroforus staat accumuleren van elektrostatische ladingen gevormd door de wrijving laag rubber stuk. Het bestaat uit twee vlakke, onderling evenwijdige elektroden:

• De bodem is een dun stuk rubber. De dikte gekozen omwille van de doelmatigheid van de inrichting. Als we kiezen een stuk massief, belangrijk deel van de energie die wordt geaccumuleerd in het diëlectricum van de oriëntatie van de moleculen. Dat wordt gevierd in de moderne flat condensator waar de diëlektrische wordt geplaatst om elektroomkosti verhogen.
• De bovenste plaat van dun staal wordt gelegd bovenop, wanneer de lading reeds wrijving geaccumuleerd. Door de invloed van overmatige negatieve lading wordt gevormd op het bovenoppervlak verwijderd op de aardingsschakelaar, zodat wanneer twee platen niet loskoppelen plaatsgevonden onderlinge compensatie.

Het werkingsprincipe van parallelle plaatcondensator wordt al duidelijk. De exploitant wrijft rubber laag, waardoor een negatieve lading. Bovenstuk metaal wordt gebracht. Vanwege het grote oppervlak ruwheid niet in contact, maar zijn op afstand van elkaar. Daardoor wordt de invloed van de geëlektrificeerde metalen. De elektronen worden afgestoten rubberen oppervlak lading en ga naar de externe vliegtuig, waar de gebruiker deze verwijdert door middel van aarding lichte kortstondige touch.

De onderkant van de metalen plaat blijft positief geladen. Loskoppelen wanneer de twee oppervlakken wordt dit effect vastgehouden in het materiaal waargenomen tekort aan elektronen. En nog veel vonk, als je raak een metalen plaat. Deze ervaring mag op een enkele lading rubber prodelyvat honderden keren, het oppervlak statische weerstand is zeer groot. Het doet er niet toe dat de lading te laten stromen. Het aantonen beschreven experiment, Volta trok de aandacht van de wetenschappelijke wereld, maar studies hebben niet naar voren verplaatst, met uitzondering van de ontdekkingen van Charles Coulomb.

In 1800, Alessandro geeft een impuls aan de ontwikkeling van onderzoek op het gebied van elektriciteit, de uitvinder van de beroemde voltaïsche stroombron.

Het ontwerp van de vlakcondensator

Elektroforus is opgebouwd uit eerste vlakke condensatoren. Zijn platen zijn geschikt voor het opslaan slechts een statische lading, anders is het onmogelijk de rubber elektrificeren. Oppervlak extreem lange opslag elektronen. Volta zelfs voorgesteld om ze te verwijderen door middel van een kaarsvlam geïoniseerde lucht of ultraviolette straling van de zon. Vandaag de dag, elk schoolkind weet dat het verschijnsel wordt gedaan met water. Echter, elektroforus dan moeten drogen.

In de wereld van vandaag, is de bodemplaat bekleed met teflon of kunststof. Ze zijn goed wint statische lading. Diëlektrische wordt lucht. Om naar de bouw van een moderne condensor, is het noodzakelijk zowel de metalen platen te maken. Vervolgens, bij een lading elektrificatie verspreiden naar het tweede, en indien de andere klem geaard is, de opgeslagen energie wordt opgeslagen een bepaalde tijd.

Marge elektronen is afhankelijk van het diëlektrische materiaal. Bijvoorbeeld, zijn te vinden onder de moderne condensatoren:

1. Mica.
2. Air.
3. Elektrolytisch (oxide).
4. Keramiek.

In naam gestelde diëlektrisch materiaal. De samenstelling hangt rechtstreeks af van de capaciteit die vele malen kan worden vergroot. Diëlektrica rol hierboven uiteengezet, de parameters worden bepaald direct de structuur van materie. Echter, veel materialen met hoge prestaties, niet te gebruiken vanwege hun ongeschiktheid. Bijvoorbeeld water een hoge diëlektrische constante.