-->
|
|
|
Ãëàâà 1. Ýëåêòðîñòàòèêà § 1.27. Ýíåðãèÿ çàðÿæåííûõ êîíäåíñàòîðîâ è ïðîâîäíèêîâ. Ïðèìåíåíèÿ êîíäåíñàòîðîâ (îêîí÷àíèå)Ýíåðãèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿÑîãëàñíî òåîðèè áëèçêîäåéñòâèÿ âñÿ ýíåðãèÿ çàðÿæåííûõ òåë ñêîíöåíòðèðîâàíà â ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå ýòèõ òåë. Çíà÷èò, ýíåðãèÿ ìîæåò áûòü âûðàæåíà ÷åðåç îñíîâíóþ õàðàêòåðèñòèêó ïîëÿ — íàïðÿæåííîñòü. Âûðàçèì ýíåðãèþ â ÑÈ ÷åðåç íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ äëÿ ÷àñòíîãî ñëó÷àÿ ïëîñêîãî êîíäåíñàòîðà. Ïîäñòàâèì â ôîðìóëó äëÿ ýíåðãèè êîíäåíñàòîðà
Ðàçäåëèâ âûðàæåíèå (1.27.10) íà îáúåì Sd, çàíÿòûé ïîëåì, ïîëó÷èì ýíåðãèþ, ïðèõîäÿùóþñÿ íà åäèíè÷íûé îáúåì, ò. å. ïëîòíîñòü ýíåðãèè:
 àáñîëþòíîé ñèñòåìå åäèíèö åìêîñòü ïëîñêîãî êîíäåíñàòîðà îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé (1.25.4). Ïîýòîìó ïëîòíîñòü ýíåðãèè
Ñàìûì çàìå÷àòåëüíûì â âûðàæåíèè äëÿ ïëîòíîñòè ýíåðãèè ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî â íåì íå îñòàëîñü íèêàêèõ ñëåäîâ òîãî ÷àñòíîãî ïðèìåðà (ïëîñêèé êîíäåíñàòîð), êîòîðûé ìû ðàññìàòðèâàëè. Êàê âñåãäà â ôèçèêå, ýòî îçíà÷àåò, ÷òî âûðàæåíèÿ (1.27.11) è (1.27.12) ñïðàâåäëèâû íå òîëüêî äëÿ îäíîðîäíîãî ïîëÿ ïëîñêîãî êîíäåíñàòîðà, íî è â ëþáîì äðóãîì ñëó÷àå. Áîëåå >îãî, ïîëó÷åííûå âûðàæåíèÿ äëÿ ïëîòíîñòè ýíåðãèè îêàçûâàþòñÿ ñïðàâåäëèâûìè è äëÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé, ìåíÿþùèõñÿ ñî âðåìåíåì. Ïðèìåíåíèÿ êîíäåíñàòîðîâÝíåðãèÿ êîíäåíñàòîðà îáû÷íî íå î÷åíü âåëèêà — íå áîëåå ñîòåí äæîóëåé. Ê òîìó æå îíà íå ñîõðàíÿåòñÿ äîëãî èç-çà íåèçáåæíîé óòå÷êè çàðÿäà. Ïîýòîìó çàðÿæåííûå êîíäåíñàòîðû íå ìîãóò çàìåíèòü, íàïðèìåð, àêêóìóëÿòîðû â êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè. Íî ýòî ñîâñåì íå îçíà÷àåò, ÷òî êîíäåíñàòîðû êàê íàêîïèòåëè ýíåðãèè íå ïîëó÷èëè ïðàêòè÷åñêîãî ïðèìåíåíèÿ. Îíè èìåþò îäíî âàæíîå ñâîéñòâî. Êîíäåíñàòîð ìîæåò íàêàïëèâàòü ýíåðãèþ áîëåå èëè ìåíåå äëèòåëüíîå âðåìÿ, à ïðè ðàçðÿäêå åãî ÷åðåç öåïü ìàëîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îí îòäàåò ýíåðãèþ ïî÷òè ìãíîâåííî. Âîò ýòî ñâîéñòâî è èñïîëüçóþò øèðîêî íà ïðàêòèêå. Ëàìïà-âñïûøêà, íàïðèìåð, ïðèìåíÿåìàÿ â ôîòîãðàôèè, ïèòàåòñÿ ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì ðàçðÿäêè êîíäåíñàòîðà, çàðÿæàåìîãî ïðåäâàðèòåëüíî ñïåöèàëüíîé áàòàðååé. Âîçáóæäå íèå êâàíòîâûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà — ëàçåðîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ãàçîðàçðÿäíîé òðóáêè, âñïûøêà êîòîðîé ïðîèñõîäèò ïðè ðàçðÿäêå áàòàðåè êîíäåíñàòîðîâ áîëüøîé åìêîñòè. Îäíàêî îñíîâíîå ïðèìåíåíèå êîíäåíñàòîðû íàõîäÿò â ðàäèîòåõíèêå. Êîíäåíñàòîðû èñïîëüçóþòñÿ â ðàçëè÷íûõ ýëåêòðè÷åñêèõ öåïÿõ äëÿ ïîëó÷åíèÿ îïðåäåëåííîãî èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ çàðÿäà. Ïðè÷åì êîíäåíñàòîðû áîëüøîé åìêîñòè ñïîñîáíû íàêàïëèâàòü èëè îòäàâàòü áîëüøîé çàðÿä áåç çíà÷èòåëüíîãî èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ.
1. Ïðè ïîñëåäîâàòåëüíîì ñîåäèíåíèè êîíäåíñàòîðîâ åìêîñòü áàòàðåè ìåíüøå åìêîñòè îòäåëüíûõ êîíäåíñàòîðîâ. Ñóùåñòâóþò ëè äðóãèå ïðè÷èíû, êðîìå óìåíüøåíèÿ åìêîñòè, çàñòàâëÿþùèå ïðèáåãàòü ê ïîñëåäîâàòåëüíîìó ñîåäèíåíèþ êîíäåíñàòîðîâ? 2. Íåêîòîðûå òèïû áóìàæíûõ êîíäåíñàòîðîâ ñîñòîÿò èç íåñêîëüêèõ ïîëîñîê àëþìèíèåâîé ôîëüãè, ïåðåëîæåííûõ ïàðàôèíèðîâàííîé áóìàãîé. Îäèí èç âûâîäîâ òàêîãî êîíäåíñàòîðà ïðèñîåäèíåí êî âñåì ÷åòíûì ïîëîñêàì ôîëüãè, äðóãîé — êî âñåì íå÷åòíûì.  öåëîì óñòðîéñòâî ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê áàòàðåþ ñîåäèíåííûõ êîíäåíñàòîðîâ. Ïîñëåäîâàòåëüíûì èëè ïàðàëëåëüíûì ÿâëÿåòñÿ òàêîå ñîåäèíåíèå? 3. Äâà êîíäåíñàòîðà ðàçíîé åìêîñòè ñîåäèíåíû ïàðàëëåëüíî. Êàêîé èç íèõ îáëàäàåò áîëüøåé ýíåðãèåé? 4. Ïî÷åìó ýíåðãèÿ çàðÿäà â ïîëå ðàâíà qφ, à ýíåðãèÿ çàðÿæåííîãî ïðîâîäíèêà ðàâíà 5. Äâà òî÷å÷íûõ çàðÿäà ñîçäàþò â ìàëîé îáëàñòè ïðîñòðàíñòâà ïîëÿ ñ íàïðÿæåííîñòÿìè
|
|
|