Ребята, незабываем сделать гимнастику для глаз.
Дата: 19 марта 2020 год
Тема урока: « Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора»
Ребята, начинаем наш 2 урок. Сегодня на уроке мы сформируем понятия емкость конденсатора, энергия конденсатора, научимся объяснять принцип работы конденсатора и обосновывать на основе свойств конденсаторов их применение в технике. На основе новых знаний решим задачи по теме.
Перед тем как преступить к изучению нового материала, вам нужно устно ответить на вопросы: 
1. 
Сформулируйте закон сохранения заряда.
2. Будущий учёный-электротехник съехал с пластмассовой горки. Прокомментируйте фото.
3. Какое поле называют электростатическим?
4. Электрическое поле мы не можем видеть, слышать, осязать и т.д., так как оно не действует непосредственно на органы чувств. Каким же способом можно обнаружить существование электрического поля?
5. Какое свойство электрического поля описывает напряженность?
6. 
Какое электрическое поле называют однородным?
7. Оголенный оборванный провод, упавший на землю, - это очень опасно. Если Вы оказались в зоне поражения электрическим током, как необходимо выходить?
8. Какие вещества называются диэлектриками?
Теперь давайте заложим теоретический фундамент, без которого невозможно успешное понимание данной темы.
Введем физическую величину, которая характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд. Эту величину называют электроемкостью.
|
|
|
Напряжение U между двумя проводниками пропорционально электрическому заряду, который находится на проводниках (на одном +q, а на другому —q). Это следует из принципа суперпозиции. Если заряды удвоить, то и напряженность электрической поля будет в два раза больше. Следовательно, вдвое увеличится работа, которую выполняет поле при перемещении единичного заряда, то есть вдвое увеличится напряжение. Поэтому отношение заряда q одного из проводников (на втором есть такой же за модулем заряд) к разнице потенциалов между этим проводником и соседним не зависит от заряда, потому что он определяется лишь геометрическими размерами проводников, их формой и взаимным размещением, а также электрическими свойствами окружающей среды (диэлектрической проницаемостью ε). Это дает возможность ввести понятие электроемкости двух проводников.
Электроемкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разнице потенциалов между этим проводником и соседним:
Чем меньшее напряжение U при предоставлении проводникам зарядов, тем большая электроемкость проводников. На проводниках можно собрать большие заряды, не вызывая пробитие диэлектрика. Но сама электроемкость не зависит ни от предоставленных проводникам зарядов, ни от напряжения, которое возникает.
|
|
|
Электроемкость двух проводников равняется единице, если при сообщении им зарядов в 1 Кл между ними возникает разница потенциалов 1 В. Эту величину называют Фарад (Ф). 1 Ф= 1 Кл/В.
Так как заряд в І Кл очень большой, емкость в 1 Ф также очень большая. Поэтому на практике часто используют дольные величины: микрофарад (мкФ) — 10 
6 Ф, нано Фарад (нФ) 10 
Ф.и пико Фарад (пФ) — 10 
Ф.
Большую электроемкость имеют системы из двух проводников, которые называют конденсаторами. Конденсатор являет собой два проводника, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого сравнительно мала с размерами проводников. В этом случае проводники называют обкладками конденсатора.
Первый конденсатор, названный лейденской банкой, был создан в середине XVIII ст. Случайно оказалось, что гвоздь, вставленный в стеклянную банку с ртутью, накапливает большой электрический заряд, В таком конденсаторе роль одной обкладки играла ртуть, а второй — ладони экспериментатора, который держал банку! Впоследствии обе обкладки начали изготовлять из тонкой латуни или станиоля.
|
|
|
В зависимости от формы обкладок конденсаторы подразделяют на сферические, цилиндрические и плоские.
Самый простой плоский конденсатор состоит из двух одинаковых параллельных пластин, размешанных на малом расстоянии одна от другой Если заряды пластин одинаковы по модулю и противоположны по знаку, то силовые линии электрического поля начинаются на положительно заряженной обкладке конденсатора и заканчиваются на отрицательно заряженной. Поэтому почти все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора.
Чтобы зарядить конденсатор, его обкладки присоединяют к полюсам источника напряжения, например к полюсам батареи аккумуляторов. Под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из обкладок.
Электроемкость конденсатора определяют по формуле
С=q/∆φ.
Электрические поля окружающих тел почти не проникают в середину конденсатора и не влияют на разницу потенциалов между обкладками. Поэтому электроемкость конденсатора практически не зависит от наличия вблизи него каких-либо тел.
Емкость плоского конденсатора определяется по формуле
С= 
s/d ,
где s - площадь пластин, d- расстояние между пластинами, ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды.
|
|
|
Если на обкладках конденсатора электроемкостью С находятся электрические заряды +q и -q, то напряжение между обкладками конденсатора равно
В процессе разрядки конденсатора напряжение между его обкладками убывает прямо пропорционально заряду q от первоначального значения от U до 0.
Среднее значение напряжения в процессе разрядки равно
Для работы А совершаемой электрическим полем при разрядке конденсатора, будем иметь:
Следовательно, энергия конденсатора электроемкостью С, заряженного до напряжения U, равна
Для закрепления теоретического материала предлагаю вам посмотреть видеоролики по ссылкам: https://www.youtube.com/watch?v=Df4RRCIINAU.
Ребята, незабываем сделать гимнастику для глаз.
Исходное положение: сидим в удобной позе, позвоночник прямой, глаза открыты.
1) Взгляд направить влево – прямо, вправо – прямо, вверх – прямо, вниз – прямо.
Повторить три раза.
2) Круговые движения глазами влево до пяти кругов, вправо до пяти кругов.
3) Смотрим на кончик носа, перед собой, вдаль. Повторить пять раз.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 126; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!