Laetud kondensaatori energia kondensaatorite rakenduse esitlus. Avatud õppetund "kondensaatorid"

slaid 4

Tunni eesmärgid:

• Õppige määrama laetud kondensaatori energiat.
• Arendada oskust rakendada ülesannete lahendamisel füüsikaseadusi.
• Uurige kondensaatori praktilist tähendust.

slaid 5

Kondensaatorid.

Kondensaator koosneb kahest dielektrilise kihiga eraldatud juhist, mille paksus on juhtide mõõtmetega võrreldes väike.

Lamekondensaatori mahtuvus määratakse järgmise valemiga:

slaid 6

Laetud kondensaatori energia.

E - q + q

Kondensaatori energia laengu potentsiaalse energia jaoks ühtlases väljas on:

Slaid 7

Kondensaatorite rakendamine

Kondensaatorite tüübid:

õhk,

Paber,

Vilgukivi,

Elektrostaatiline.

Eesmärk:

• Koguda jaoks lühikest aega laeng või energia potentsiaali kiireks muutuseks.
• Ärge laske läbi alalisvoolu.
• Raadiotehnikas - võnkeahel, alaldi.
• Rakendus fotograafias.

Slaid 8

Konsolideerimine.

Teoreetiline materjal küsimuste kohta:

• Milleks on kondensaatorid?
• Kuidas on kondensaator paigutatud?
• Miks on kondensaatori plaatide vaheline ruum täidetud dielektrikuga?
• Mis on laetud kondensaatori energia?

Slaid 9

Probleemi lahendamine:

1. Kui suur on kondensaatori võimsus. Kui ta sai süüdistuse 6 . 10-5 C, 120 V allikast.

Lihtsaim lamekondensaator koosneb kahest identsest paralleelsest plaadist (nn plaadid), mis asuvad üksteisest väikesel kaugusel ja on eraldatud dielektrilise kihiga. Toiteallikast rakendatakse plaatidele sama mooduliga, kuid vastupidise märgiga laenguid. Seega tekib plaatide vahel potentsiaalide erinevus. Kogu elektriväli on koondunud kondensaatorisse ja on ühtlane.

Kondensaatori põhitunnus on elektriline mahtuvus (mahtuvus), mida tähistatakse tähega C. Elektriline maht on füüsikaline suurus, mis iseloomustab kahe juhi võimet akumuleeruda. elektrilaeng. Elektrilise mahtuvuse mõõtühik SI on saanud nime suure teadlase Michael Faraday järgi ja seda nimetatakse faraadiks. Üks farad on väga suur väärtus, seetõttu kasutatakse praktikas mikrofaradi, nF, pF.

Kahe juhi mahtuvus on juhi laengu ja nendevahelise potentsiaalide erinevuse suhe. Elektriline mahtuvus ei sõltu ei juhtide laengust ega nendevahelisest potentsiaalide erinevusest. Kondensaatori mahtuvuse määravad juhtide geomeetrilised mõõtmed, kuju, asukoht ja loomulikult keskkonna dielektriline konstant. Kahe juhi mahtuvus on juhi laengu ja nendevahelise potentsiaalide erinevuse suhe. Elektriline mahtuvus ei sõltu ei juhtide laengust ega nendevahelisest potentsiaalide erinevusest. Kondensaatori mahtuvuse määravad juhtide geomeetrilised mõõtmed, kuju, asukoht ja loomulikult keskkonna dielektriline konstant.

Kondensaatori laadimiseks tuleb teha tööd positiivsete ja negatiivsete laengute eraldamiseks. Energia jäävuse seaduse järgi on see töö võrdne kondensaatori energiaga Kondensaatori laadimiseks tuleb teha tööd positiivsete ja negatiivsete laengute eraldamiseks. Vastavalt energia jäävuse seadusele on see töö võrdne kondensaatori energiaga

Ulatus: 1) raadiotehnika ja elektrotehnika 1) raadiotehnika ja elektrotehnika 2) fotograafias, tuntud välklamp. 2) fototehnikas tuntud välklamp. 3) lasertehnoloogias. 3) lasertehnoloogias. 4) arvutimälu ja oma lemmikarvuti elementides. Arvuti klaviatuuri numbrite ja sümbolite kaante all on ju kondensaatorid. 4) arvutimälu ja oma lemmikarvuti elementides. Arvuti klaviatuuri numbrite ja sümbolite kaante all on ju kondensaatorid. 5) kondensaator on leidnud rakendust õhu ja puidu niiskuse mõõtmisel, 5) kondensaator on leidnud rakendust õhu ja puidu niiskuse mõõtmisel, 6) lühisekaitsesüsteemis. 6) lühisekaitsesüsteemis.

Täna on meil ebatavaline õppetund. Meil on külalised. Ütleme neile tere. Palun istu maha.

Igaühel teist on laual õppetunni kaart. Kirjutage sellele oma nimi. Pärast iga ülesande täitmist panete kirja punktide arvu selle ülesande täitmise eest. Tunni lõpus arvutame kokku punktide arvu ja anname vastava hinde.

Õpitud materjali kontrollimine.

Füüsiline dikteerimine.

(pärast valmimist – vastastikune kontrollimine).

1 variant.

1). Juht on aine, milles ... (tasuta laengud võivad liikuda kogu mahu ulatuses).

2). Pooljuhtide hulka kuuluvad ... (mineraalid, oksiidid, sulfiidid, germaanium, räni, seleen, rasv, soolvesi, veri, süsinik).

3). Üksiku juhi elektriline võimsus arvutatakse valemiga .... (C \u003d Q / φ).

4) ε 0 on ... (elektrikonstant ja võrdub 8,85 * 10 -12 C 2 / N * m 2).

5) Elektrivõimsust mõõdetakse ... (faradides).

6) Kera elektriline mahtuvus sõltub ... (raadiusest).

7) Millised kolm rühma jagavad kõik ained ... (juht, pooljuht, dielektrik).

2. variant.

1) Pooljuht on aine, milles ... (vabade laengute arv sõltub välised tingimused).

2) Juhtide hulka kuuluvad ... (metallid. Soolade, leeliste, hapete, niiske õhu, plasma, inimkeha lahused).

3) Üksikpalli elektriline võimsus arvutatakse valemiga ... (C = 4π ε 0 ε R).

4) ε on ... (keskkonna dielektriline konstant)

5) Laengut mõõdetakse ... (kulonides).

6) Kera elektriline võimsus ei sõltu ... (laeng tema pinnal).

7) Dielektrikute hulka kuuluvad ... (gaasid, destilleeritud vesi, benseen, õlid, klaas, portselan, vilgukivi, puit ja teised).

Uue materjali õppimine.

(ülevaatuse käigus täidetakse toetav kokkuvõte).

Elektrilaengute salvestamiseks kasutatakse seadet, mida nimetatakse kondensaatoriks.

Mis on kondensaator? Millest see koosneb?

Põhikontuur.

Kondensaator on ... (kahe dielektrilise kihiga eraldatud juhi süsteem, mille paksus on juhi mõõtmetega võrreldes väike).

Juhid on ... (kondensaatorplaadid).

Võimeline koguma suurt laengut.

Sümbol:

Elektriväli kondensaatori sees.

Laadimiseks .... (kinnitage selle plaadid vooluallika pooluste külge).

Kondensaatorite tüübid: õhk, vilgukivi, keraamiline, paber, elektrolüüt, ...

(tabelikuva: Kondensaatorite tüübid).

Teade: esimene kondensaator.

Peamine omadus on elektriline võimsus.

Elektriline võimsus on .. (füüsikaline suurus, mis iseloomustab kahe juhi võimet koguda elektrilaengut).

Näita arvutis animatsiooni: "Kondensaatori võimsus ja selle kasutamine."

C = q/φ; C = εε 0 S / d.

Mõõtühik: Farad (F).

Rakendus:

raadiotehnika;

kaamera välklamp;

arvuti klaviatuur;

Kondensaatori energia.

(Animatsioon: "Kondensaatori ehitus ja energia").

Ühenduste tüübid diagrammil:

C \u003d C 1 + C 2 + ... ... ..

1 / C \u003d 1 / C 1 + 1 / C 2 + ....

Puudused:

Energiat ei jätku kauaks.

Tühjendab kiiresti.

Vajalik on pidev laadimine.

1. Probleemi lahendamine.

Kondensaatori elektriline mahtuvus C = 5pF. Milline laeng oli igal selle plaadil, kui nende potentsiaalide erinevus on U = 100 V.

Laeng q \u003d 6 * 10 -4 C lamekondensaatori plaatidel tekitab plaatide vahel potentsiaalide erinevuse 200 V. Määrake kondensaatori mahtuvus. (Kasjanov: Füüsika -10, lk 403, ülesanne nr. 1).

Arvutage 0,1 μF kondensaatori elektrostaatilise välja energia, mis on laetud potentsiaalide erinevuseni 200 V. (Kasjanov: Füüsika - 10, lk 406, ülesanne nr 1).

Leidke lamekondensaatori elektriline mahtuvus, kui selle iga plaadi pindala on 1m 2, siis plaatide vaheline kaugus on 1,5 mm. Dielektrik on vilgukivi (ε = 6).

Iseseisev töö.

(pärast lõpetamist kontrollivad nad üksteist)

1 variant.

1. Kui suur on kondensaatori mahtuvus, kui see laetuna 1,4 kV pingele saab laengu 28 nC?

2. Arvutage käivitusmootori kondensaatori energia selle täieliku tühjenemise hetkel, kui on teada, et plaatidel on pinge 300 V ja kondensaatori mahtuvus on 0,25 μF.

2. variant.

1. Leidke 200 V potentsiaalivahega laetud õhukondensaatori mahtuvus. Iga plaadi pindala on 0,25 m 2, nende vaheline kaugus on 1 mm. (ε = 1).

2. Kondensaator ütleb 4 uF, 100 V. Mis on maksimaalne energia, mis sellel võib olla.

Õppetunni kokkuvõte. Hindamine.

Mida sa õppisid? Mida sa õppisid?

Korrake põhimõisteid (kondensaator, plaadid, mahtuvus, energia, rakendus).

Kodutöö.

Õppige põhijoont.

Probleemi lahendama.

Ülesanne: Lamekondensaatori iga plaadi pindala on 200 cm 2 , ja nende vaheline kaugus on 1 cm Kui suur on väljaenergia, kui väljatugevus on 500 kV/m?