Condenser. nishati ya capacitor kushtakiwa

Tangu mwanzo wa utafiti wa umeme ili kutatua suala la mkusanyiko na utunzaji wake ni tu katika 1745 Ewald Hermann von Kleist na Pieter van Musschenbroek. Sumu katika Dutch Leiden kifaa kuruhusiwa kukusanya nishati ya umeme na kuitumia wakati muhimu.

Leyden jar - mfano capacitor. Matumizi yake katika majaribio ya kimwili kukuzwa utafiti wa umeme ni mbali mbele iwezekanavyo kuunda mfano wa mkondo wa umeme.

ni capacitor nini

Kukusanya malipo ya umeme na umeme - lengo kuu la capacitor. Kwa kawaida, mfumo wa makondakta mbili maboksi mpangilio karibu iwezekanavyo na kila mmoja. nafasi kati makondakta ni kujazwa na dielectric. Kusanyiko malipo juu ya makondakta kuchaguliwa heteronymic. mali ni madai ya kinyume kuvutia kukuza zaidi mkusanyiko wake. dielectric anapewa nafasi mbili: juu dielectric mara kwa mara, ndivyo capacitance umeme, mashtaka hawezi kushinda kizuizi na ikavunjwa.

Electric uwezo - msingi kimwili wingi sifa za nafasi ya kujilimbikiza malipo ya capacitor. Viongozi sahani liitwalo eneo umeme inalenga capacitor therebetween.

Nishati kushtakiwa capacitor, inaonekana hutegemea uwezo wake.

uwezo umeme

Nishati uwezo inayowezesha kuomba (kubwa ya umeme capacitance) ya capacitor. nishati ya capacitor kushtakiwa hutumiwa kuomba short sasa mapigo kama ni lazima.

Nini maadili hutegemea uwezo umeme? mchakato huanza na capacitor malipo kuunganisha electrodes yake ya fito wa chanzo sasa. Kujilimbikiza katika moja malipo sahani (thamani ya ambayo q) huchukuliwa kama malipo ya capacitor. uwanja umeme ni katikati kati ya electrodes ina sifa ambayo U.

capacitance umeme (C) inategemea wingi wa umeme kuwa ni kujilimbikizia katika kondakta mmoja na voltage shamba: C = q / U.

Thamani hii ni kipimo katika F (farads).

uwezo wa dunia nzima haiwezi ikilinganishwa na capacitance ya capacitor, ambaye thamani ni wastani daftari. Kusanyiko nguvu malipo inaweza kutumika katika sanaa.

Hata hivyo, ili kuokoa idadi ya ukomo wa umeme kwenye sahani haiwezekani. Wakati voltage kuongezeka kwa thamani ya upeo wa capacitor kuvunjika huweza kutokea. Sahani ni neutralized, ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa kifaa. nishati ya capacitor kushtakiwa katika kesi hii ni kabisa katika joto yake.

kiasi cha nishati

Joto ya capacitor ni kutokana na ubadilishaji wa nishati ya umeme shamba katika mambo ya ndani. uwezo wa capacitor kufanya kazi ya harakati ya malipo inaonyesha kuwepo kwa ugavi wa kutosha wa umeme. Kuamua jinsi kubwa nishati ya capacitor kushtakiwa, fikiria mchakato wa detente. umeme shamba voltage U q malipo kiasi hutiririka kutoka sahani moja hadi nyingine. Kwa ufafanuzi, shamba operesheni ni sawa na bidhaa ya sifa ambayo katika malipo kiasi: A = qu. uhusiano huu ni halali tu kwa thamani ya mara kwa mara voltage, lakini katika mchakato wa kutekeleza capacitor sahani ni kupungua taratibu katika zero yake. Ili kuepuka utofauti, sisi kuchukua wastani yake ya U / 2.

uwezo umeme kutoka formula na: q = CU.

Kwa hiyo, nishati ya capacitor kushtakiwa inaweza kuamua kulingana na formula:

W = CU ^2/2.

Tunaona kwamba ukubwa wake ni mkubwa zaidi ya uwezo umeme na voltage. Ili kujibu swali la nini nishati ya capacitor kushtakiwa, kurejea kwa aina yao.

aina ya capacitor

Kwa sababu nishati ya umeme shamba kujilimbikizia katika capacitor ni moja kwa moja kuhusiana na capacitance yake na capacitor uendeshaji inategemea tabia yao ya kimuundo, kutumia aina mbalimbali za anatoa.

1. sura ya sahani: gorofa, cylindrical, mviringo, nk ...
2. Na mabadiliko katika capacitance: mara kwa mara (uwezo huwa haibadilishwi), vigezo (kubadilisha tabia za kimaumbile, kubadilisha uwezo), Trimmers. mabadiliko capacitance inaweza kufanyika kwa kubadilisha joto, mitambo au umeme voltage. capacitance umeme wa sahani tuning capacitor mabadiliko eneo mabadiliko.
3. Kulingana na aina dielectric: gesi, maji, imara dielectric.
4. Kwa mujibu wa wastani dielectric: kioo, karatasi, ulanga, metallized, kauri, nyembamba-filamu wa nyimbo mbalimbali.

Kulingana na aina ya tofauti na capacitors nyingine. nishati ya capacitor kushtakiwa inategemea mali dielectric. wingi kuu iitwayo permittivity. capacitance umeme ni moja kwa moja sawia na hayo.

sahani capacitor

Hebu fikiria kifaa rahisi kwa ajili ya kukusanya malipo ya umeme - gorofa condenser. Hii ni mfumo wa kimwili yenye sahani mbili uhusiano baina ambayo dielectric safu.

Fomu sahani inaweza kuwa mstatili, na mviringo. Kama unahitaji kupata uwezo hutofautiana, sahani ni kawaida kushtakiwa kwa namna ya nusu ya disks. Mzunguko wa moja electrode jamaa hadi nyingine husababisha mabadiliko katika eneo la sahani.

Sisi kudhani kwamba eneo la sahani moja ni S, umbali kati ya sahani kuchukua d sawa, permittivity filler - ε. uwezo Electric mfumo inategemea tu na jiometri ya capacitor.

C = εε ₀ S / d.

nishati ya capacitor gorofa

Tunaona kwamba capacitance ni moja kwa moja sawia na jumla ya eneo la sahani moja na inversely sawia na umbali therebetween. mgawo cha uwiano - umeme wa mara kwa mara ε _0. Kuongezeka dielectric mara kwa mara ya dielectric itaongeza capacitance umeme. Kupunguza eneo la sahani hutoa trimmer capacitor. Electric shamba nishati kushtakiwa capacitor inategemea vigezo wake kijiometri.

Tunatumia hesabu formula: W = CU ^2/2.

Uamuzi nishati kushtakiwa capacitor planar umbo unafanywa kwa mujibu wa formula:

W = εε ₀ SU ² / (2d).

matumizi ya capacitor

uwezo wa capacitor hatua kwa hatua kukusanya malipo ya umeme haraka vya kutosha kutoa ni kutumika katika maeneo mbalimbali ya teknolojia.

Kiwanja na inductors inaweza kujenga mzunguko resonant, kuchunga maoni mzunguko wa sasa.

Tochi, stun, ambapo kuna kivitendo instantaneous kutokwa uwezo capacitor hutumiwa kujenga nguvu ya kunde sasa. capacitor malipo hufanyika kutoka mara kwa mara chanzo sasa. Yenyewe vitendo kama kipengele capacitor, mapumziko mzunguko. katika mwelekeo kinyume kupitia taa kutokwa ni ndogo ohmic upinzani karibu mara moja. electroshock kipengele hiki ni mwili wa binadamu.

Capacitor au betri

uwezo kwa muda mrefu kushika ulinzi kuhifadhiwa inatoa nafasi kubwa kuitumia kama sehemu ya kuhifadhi au nishati ya hifadhi. Katika redio, mali ni sana kutumika.

Kuchukua nafasi ya betri, kwa bahati mbaya, capacitor haina uwezo wa, kwa sababu ina kipengele cha maji. Kusanyiko nishati yao hayazidi mia kadhaa joules. betri inaweza kuhifadhi ugavi kubwa ya umeme kwa ajili ya muda mrefu, na kwa hakika hakuna hasara.