Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Топ:
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2018-01-05 | 313 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Потенциал металлического уединенного тела с увеличением сообщенного ему заряда возрастает. При этом заряд Q и потенциал φ связаны между собой соотношением
Q = Cφ, (1.7)
откуда
C = Q/φ. (1.8)
Здесь С - коэффициент пропорциональности, или электрическая емкость тела.
Таким образом, электрическая емкость С тела определяет заряд, который нужно сообщить телу, чтобы вызвать повышение его потенциала на 1 В.
Единицей емкости, как следует из формулы (1.8), является кулон на вольт, или фарада:
[С]=1Кл/1В = 1 Ф.
На практике пользуются более мелкими единицами -микрофарадой (1 мкФ = 10-6 Ф) или пикофарадой (1 пФ=10-12 Ф).
В технике для получения емкостей используют конденсаторы - устройства, состоящие из двух металлических проводников, разделенных диэлектриком, и предназначенные для использования их емкости. Условное изображение конденсатора показано на рис. 1.8 а.
Рисунок 1.8 Плоский конденсатор: а) условное обозначение; б) конструкция
В частности, плоский конденсатор состоит двух параллельных пластин, расстояние между которыми мало по сравнению с их размерами (рис. 1.8 б). При подключении к источнику постоянного напряжения происходит зарядка конден-сатора, свободные электроны пластины, соединенной с положительным полюсом источника, переходят через источник на пластину, соединенную с его отрицатель-ным полюсом. Этот процесс закончится, когда разность потенциалов между пластинами окажется равной напряжению между зажимами источника. В результате одна пластина конденсатора получает заряд +Q, а другая -Q. При этом заряд Q и напряжение U между пластинами связаны соотношением Q = CU, откуда
C=Q/U. (1.9)
Здесь С - электрическая емкость конденсатора.
|
Таким образом, электрическая емкость С конденсатора определяет заряд, который нужно сообщить одной его пластине, чтобы вызвать повышение напря-жения между пластинами на 1В.
Для нахождения заряда Q при заданном напряжении необходимо знать емкость конденсатора. В случае плоского конденсатора
C = εrε0S/d, (1.10)
где εr - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, разделяющего пластины конденсатора; ε0 - электрическая постоянная; S - площадь одной пластины, м2; d - расстояние между пластинами, м.
Промышленность выпускает конденсаторы различной емкости - от 1 пФ до нескольких тысяч микрофарад на различные номинальные напряжения (от единиц вольт до сотен киловольт), различного назначения и конструкции. По типу диэлектрика конденсаторы делятся на бумажные, слюдяные, керамические и др.
Конденсаторы находят широкое применение в электротехнике и радиотехнике.
СОЕДИНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
На практике нужную емкость получают, прибегая к различным способам соединения стандартных конденсаторов.
Параллельное соединение.
При параллельном соединении конденсаторов потенциал пластин, соединенных с положительным полюсом источника, одинаков и равен потенциалу этого полюса (рисунок 1.9). Соответ ственно потенциал пластин, соединенных с отрицательным полюсом, равен потенциалу этого полюса. Следовательно, напряжение, приложенное к конденсаторам, одинаково. Общий заряд Qобщ = Q1 + Q2 + Q3. Так как, согласно (1.9), Q = CU, то Qобщ = Собщ U; Q1 = C1U; Q2 = C2U; Q3 = C3U и Собщ U = C1U + C2U +. C3U.
Рисунок. 1.9. Параллельное соединение конденсаторов
Таким образом, общая, или эквивалентная, емкость при параллельном соединении конденсаторов равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:
Собщ = С1 + С2 + С3. (1.11)
Из формулы (1.11) следует, что при параллельном соединении одинаковых конденсаторов емкостью С общая емкость
Собш = nС. (1.12)
Последовательное соединение. При последовательном соединении конденсаторов (рисунок 1.10) на пластинах будут одинаковые заряды. На внешние электроды заряды поступают от источника питания. На внутренних электродах конденсаторов С1 и С3 удерживается такой же заряд, как и на внешних. Но поскольку заряды на внутренних электродах получены за счет разделения зарядов с помощью электростатической индукции, заряд конденсатора С2 имеет такое же зна-чение.
|
Рисунок 1.10. Последовательное соединение конденсаторов
Найдем общую емкость для этого случая. Так как U = U1 + U2 + U3, где U = Q/Собш; Ul = Q/Cl; U2 = Q/C2; U3 = Q/C3, то Q/Собш = Q/Cl + Q/C2 + Q/C3. Сократив на Q, получим
1/Собш = 1/Cl + 1/C2 + 1/C3 (1.13)
При последовательном соединении двух конденсаторов, используя (1.13), найдем
С0бщ = С1С2/(С1 + С2). (1.14)
При последовательном соединении п одинаковых конденсаторов емкостью С каждый на основании (1.13) общая емкость
СобШ = С/n. (1.15)
При зарядке конденсатора от источника питания энергия этого источника преобразуется в энергию электрического поля конденсатора:
Wc = CU2/2, (1.16)
или с учетом того, что Q = CU,
Wc = QU/2. (1.17)
Физически накопление энергии в электрическом поле происходит за счет поляризации молекул или атомов диэлектрика.
При замыкании пластин конденсатора проводником происходит разрядка конденсатора и в результате энергия электрического поля преобразуется в теплоту, выделяемую при прохождении тока через проводник.
|
|
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!