Задание скидывать в группу вконтакте
https://vk.com/club199227565
ФИЗИКА, ГРУППА № 26, 06.10.2021 г.
Занятие № 15
Тема: Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов.
Цель : вывести формулу энергии конденсатора, области применения конденсаторов.
План:
1. Энергия заряженного конденсатора.
2. Применение конденсаторов.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Энергия заряженного конденсатора.
Для того чтобы зарядить конденсатор, нужно совершить работу по разделению положительных и отрицательных зарядов. Согласно закону сохранения энергии эта работа не пропадает, а идёт на увеличение энергии конденсатора.
Выведем формулу для энергии плоского конденсатора.
Напряжённость поля, созданного зарядом одной из пластин, равна Е/2, где Е — напряжённость поля в конденсаторе. В однородном поле одной пластины находится заряд q, распределённый по поверхности другой пластины.
Потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле равна:
Wп = qEd
На основании этой формулы, энергия конденсатора равна
где q — заряд конденсатора, a d — расстояние между пластинами.
Так как Ed = U, где U — разность потенциалов между обкладками конденсатора, то его энергия равна:
Если заряд на пластинах остаётся постоянным, при сближении пластин поле совершает положительную работу:
При этом энергия электрического поля уменьшается.
|
|
|
Емкость равна
Заменив в формуле энергии разность потенциалов или заряд получим
Энергия конденсатора может быть выражена через основную характеристику поля — напряжённость.
Так как напряжённость электрического поля прямо пропорциональна разности потенциалов (U = Ed), то для энергии можно записать формулу
Энергия конденсатора прямо пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля внутри его: Wп ~ Е2.
Применение конденсаторов.
В современной электронике применение конденсаторов весьма широкое и разностороннее.
1. В телевизионной и радиотехнической аппаратуре – для реализации колебательных контуров, а также их блокировки и настройки. Также их используют для разделения цепей различной частоты, в выпрямительных фильтрах и т. д.
2. В радиолокационных приборах – с целью формирования импульсов большой мощности.
3. В телеграфии и телефонии – для разделения цепей постоянного и переменного токов, токов различной частоты, симметрирования кабелей, искрогашения контактов и прочее.
4. В телемеханике и автоматике – с целью реализации датчиков емкостного принципа, разделения цепей пульсирующего и постоянного токов, искрогашения контактов, в тиратронных импульсных генераторах и т. д.
|
|
|
5. В сфере счетных устройств – в специальных запоминающих устройствах.
6. В электроизмерительной аппаратуре – для получения образцов емкости, создания переменных емкостей (лабораторные переменные емкостные приборы, магазины емкости), создания измерительных устройств на емкостной основе и т. д.
7. В лазерных устройствах – для формирования мощных импульсов.
Применение конденсаторов в современном электроэнергетическом комплексе также довольно разнообразно: для повышения коэффициента мощности, а также для промышленных установок; для создания продольной компенсационной емкости дальних линий электропередач, а также для регулировки напряжения распределительных сетей; для отбора емкостной энергии от высоковольтных линий передач и для подключения к ним специальной защитной аппаратуры и приборов связи; для защиты от перенапряжения сети; для применения в мощных импульсных генераторах тока, в схемах импульсного напряжения; для разрядной электрической сварки; для запуска конденсаторных электродвигателей и для создания требуемого сдвига фаз дополнительных обмоток двигателей; в осветительных приборах на основе люминесцентных ламп; для гашения радиопомех, которые создаются электрическим оборудованием и электротранспортом.
|
|
|
Применение конденсаторов в неэлектротехнических областях промышленности и техники также весьма широко. Так, в сфере металлопромышленности эти компоненты обеспечивают бесперебойную работу высокочастотных установок для плавки и термообработки металлов. Применение конденсаторов в угольной и металлорудной добывающей промышленности позволило построить транспорт на конденсаторных электровозах. А в электровзрывных устройствах используется электрогидравлический эффект.
Основная литература по теме урока:
1) Учебник «Физика 10» Г.Я. Мякишев, Б.Б.Буховцев, М. «Просвещение»
2) интернет ресурсы
Домашнее задание: изучить материал, сделать краткий конспект.
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!