--> Ïðèìåíåíèÿ êîíäåíñàòîðîâ. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ýëåêòðîäèíàìèêà. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 1. Ýëåêòðîñòàòèêà

 


§ 1.27. Ýíåðãèÿ çàðÿæåííûõ êîíäåíñàòîðîâ è ïðîâîäíèêîâ. Ïðèìåíåíèÿ êîíäåíñàòîðîâ (îêîí÷àíèå)

Ýíåðãèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ

Ñîãëàñíî 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 çíà÷åíèå åìêîñòè ïëîñêîãî êîíäåíñàòîðà â ÑÈ [ñì. ôîðìóëó (1.25.3)] è âûðàçèì ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ â ýòîé ôîðìóëå ÷åðåç íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ: U = Ed. Òîãäà ýíåðãèÿ êîíäåíñàòîðà áóäåò ðàâíà:

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 êîíäåíñàòîðîâ

Ýíåðãèÿ 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.

Ýíåðãèÿ êîíäåíñàòîðà ïðîïîðöèîíàëüíà åãî ýëåêòðè÷åñêîé åìêîñòè è êâàäðàòó íàïðÿæåíèÿ ìåæäó ïëàñòèíàìè. Âñÿ ýòà ýíåðãèÿ ñîñðåäîòî÷åíà â ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå. Ïëîòíîñòü ýíåðãèè ïîëÿ ïðîïîðöèîíàëüíà êâàäðàòó íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ.

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 1 è 2. Ðàâíà ëè ýíåðãèÿ ïîëÿ â ýòîé îáëàñòè ñóììå ýíåðãèé ïîëåé ïåðâîãî è âòîðîãî çàðÿäîâ?

<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->