Elektr. Elektr quvvati birliklari. Kondensatorlar. Kuchaytirilgan o'tkazgichning elektr quvvati. Ikki o'tkazgichning o'zaro sig'imi Kondensatorlar Zaryadlangan va mustahkamlangan o'tkazgich uchun u albatta qattiqlashadi

Keling, bir ko'rib chiqaylik mustahkamlovchi o'tkazgich, Bu boshqa o'tkazgichlardan, tanadan va zaryadlardan uzoqda joylashgan o'tkazgich. Shuning uchun uning potentsiali (84.5) o'tkazgichning zaryadiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Turli o'tkazgichlar qanchalik zaryadlangan bo'lsa ham, turli potentsiallarni qabul qilishlari aniq. Shuning uchun, mustahkamlangan o'tkazgich uchun biz Q = Cj yozishimiz mumkin. Hajmi

C=Q/j (93.1) nomi elektr(yoki shunchaki Eslayman) mustahkamlangan o'tkazgich. Kuchaytirilgan o'tkazgichning quvvati zaryad bilan belgilanadi; qaysi o'tkazgich o'z potentsialini bir marta o'zgartirganligi haqida xabar berish. Supero'tkazuvchilar sig'imi materialga emas, balki uning o'lchami va shakliga bog'liq. agregat tegirmoni, o'tkazgichning bo'sh markazining shakli va o'lchamlari. Bu ortiqcha zaryadlar o'tkazgichning tashqi yuzasida taqsimlanganligini anglatadi. Imkoniyat o'tkazgichning zaryadida ham, uning potentsialida ham yo'q. (93.1) formulani oshirib yubormaslik kerak, chunki u faqat mustahkamlangan o'tkazgichning sig'imi uning zaryadiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ekanligini va potentsialga mutanosib ekanligini ko'rsatadi. Elektr quvvati birligi - farad(F): 1 F - bunday mustahkamlangan o'tkazgichning quvvati, zaryad 1 S ga ko'tarilganda potentsiali 1 V ga o'zgaradi. Jidno (84,5), radiusga suv bilan mustahkamlangan sovutish suvi salohiyati R, dielektrik penetratsiyasi bilan bir hil o'rtada nima bor e, qadimgi

Vikorist formulasidan (93.1) foydalanib, biz sovutish suyuqligining quvvatini yo'q qilishimiz mumkin

Z = 4pe 0 e R. (93.2)

Yulduz 1 F hajmda va vakuum yaqinida joylashgan va radiusga ega bo'lgan kichik mustahkamlangan yadro bilan tebranadi. R= S/(4pe 0)»9 10 6 km, bu Yerning radiusidan taxminan 1400 marta katta (Yerning elektr quvvati S»0,7 mF). Xo'sh, farad juda katta qiymatdir, shuning uchun amalda fraksiyonel birliklar qo'llaniladi - millifarad (mF), mikrofarad (uF), nanofarad (nF), pikofarad (pF). Formula (93.2) shuningdek, elektr doimiy e ning birligi metrga 0 farad (F/m) ekanligini bildiradi (bo'lim (78.3)).

Kondensatorlar

93-§ dan ko'rinib turibdiki, Volodyaning katta amnistiyasiga rahbarlik qilish uchun u onasi oldida ko'proq aybdor. katta o'lchamlar. Amalda esa kichik o'lchamli va kichik potentsial bilan qurilishi mumkin bo'lgan zarur qurilmalar zaryad miqdoriga nisbatan to'planadi, boshqacha aytganda, katta quvvatga ega. Ushbu qurilmalarga o'z nomlari berilgan kondansatörler

Agar boshqa jismlar zaryadlangan o'tkazgichga yaqin bo'lsa, u holda ularda induksiyalangan (o'tkazgichda) yoki bog'langan (dielektrik) zaryadlar paydo bo'ladi va induktsiya qilingan Q zaryadiga eng yaqin bo'lganlar qahramon belgisi zaryadlari bo'ladi. Zaryadlash, shubhasiz, maydonni zaiflashtiring, zaryadni yarating Q,(93.1) bo'limiga olib keladigan o'tkazgichning potentsialini kamaytirish uchun uning elektr quvvatini oshirish.

Kondensator va ikkita o'tkazgich (plitalar), izolyator bilan ajratilgan. Kondensator quvvatiga qo'shimcha jismlarni quyishning hojati yo'q, o'tkazgichlarga shunday shakl berilganki, to'plangan zaryadlar natijasida hosil bo'lgan maydon kondansatör plitalari orasidagi tor bo'shliqda to'planadi. Bu aql qoniqtiriladi (div. § 82): 1) ikkita tekis plastinka; 2) ikkita koaksiyal tsilindr; 3) ikkita konsentrik shar. Shuning uchun, plitalarning shakliga qarab, kondansatörler bo'linadi tekis, silindrsimon va sharsimon.

Maydon kondansatkichning o'rtasida to'planganligi sababli, kuchlanish chiziqlari bir plastinkada boshlanib, boshqasida tugaydi, shuning uchun turli plitalarda to'plangan zaryadlar ko'proq va teng kattalikdagi turli zaryadlar mavjud. Pid Kondensator quvvati Zaryadga teng bo'lgan jismoniy miqdor mavjudligi tushuniladi Q kondansatörda to'plangan, uning plitalari orasidagi potentsiallar farqi (j 1 -j 2) gacha: C=Q/ (J 1 -j 2). (94.1)

Yassi plastinkali kondansatörning kengaytiriladigan quvvati stendga yoyilgan 5 kvadrat metr maydonga ega ikkita parallel metall plitalardan iborat. d bir turdagi zaryad + Q i - Q. Plitalar orasidagi sirtlar ularning chiziqli o'lchamlari bilan bir xilda tekislanmagan bo'lsa, u holda chekka effektlarga erishish mumkin va plitalar orasidagi maydon bir xil bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, Vikorist formulasini (86.1) va (94.1) ochishingiz mumkin. Plitalar orasidagi dielektrikning dalillari tufayli ular orasidagi potentsiallar farqi aniq (86.1),

j 1 -j 2 =sd/(e 0 e), (94.2)

bu erda e - dielektrik penetratsiya. Formuladan (94.1) o'rnini bosish Q=sS,(94.2) tenglamadan biz tekis plastinkali kondansatkichning sig'im qiymatini olamiz:

C=e 0 eS/d.(94.3)

Radiusli ikkita bo'sh koaksiyal tsilindrdan iborat silindrsimon kondansatkichning quvvatini oshirish uchun r 1 ta r 2 (r 2 >r 1), bir-biriga kiritilgan, yana oddiy chekka effektlari bilan, muhim maydon silindrsimon plitalar orasidagi radial nosimmetrik va o'rtacha. Plitalar orasidagi potentsiallar farqini chiziqli quvvati t=Q/ bo‘lgan bir xil zaryadlangan, zaryadsizlangan silindrning maydoni uchun formula (86.3) yordamida hisoblash mumkin. l (l- Dovjina qoplaydi). Plitalar orasidagi dielektrik dalillarga asoslangan

(94.4) (94.1) o'rniga silindrsimon kondansatör sig'imi ifodasi o'chiriladi:

Sferik dielektrik sharsimon shar bilan ajratilgan ikkita konsentrik plastinkadan iborat bo'lgan sferik kondansatkichning sig'imini aniqlash uchun biz bir-birining ustiga yotadigan ikkita nuqta orasidagi potentsiallar farqi uchun (86.2) formuladan foydalanamiz. r 1 ta r 2 (r 2 >r 1 ) zaryadlangan sferik sirtning markaziga yaqin. Plitalar orasidagi dielektrik dalillarga asoslangan

(94.6) (94.1) ni almashtirib, rad etildi

Yakshcho d=r 2 -r 1 < 1 , Bu r 2" r 1 " r i Z = 4pe 0 r 2 / d. 4pr 2 bo'laklari sferik plastinkaning maydoni bo'lib, biz (94.3) formulani olishimiz mumkin. Shunday qilib, bo'shliq kichik bo'lsa, sferik va tekis kondansatkichlarning sig'imlari uchun sfera radiusi bilan mos keladigan ifodalardan qoching. Ushbu formula silindrsimon kondansatör uchun ham amal qiladi: silindrlar orasidagi kichik bo'shliq ularning radiuslariga teng (94.5) ln formulasida. (r 2 /r 1 ) birinchi tartibdagi a'zolar bilan ajratilgan qatorga joylashtirilishi mumkin. Natijada biz yana (94.3) formulaga kelamiz.

Formulalar (94.3), (94.5) va (94.7) har qanday shakldagi kondensatorlarning quvvati plitalar orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan dielektrikning dielektrik penetratsiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ekanligini ko'rsatadi. Shuning uchun ferroelektriklarning qurishi kondansatkichlarning sig'imini sezilarli darajada oshiradi.

Kondensatorlar xarakterlidir buzilish kuchlanishi- bo'ysunadigan kondansatör plitalari orasidagi potentsial farqi harakat qilib ko'ring- Kondensatordagi dielektrik shar orqali elektr zaryadsizlanishi. Buzuvchi kuchlanish plitalarning shakli, elektrchining kuchi va boshqasi ostida yotadi.

Imkoniyatlarni oshirish va kondensatorlarning mumkin bo'lgan qiymatini oshirish uchun ularni batareyaga ulang, bu holda ular parallel va ketma-ket ulanadi.

1. Kondensatorlarning parallel ulanishi(144-rasm). Parallel ulangan kondensatorlar uchun kondansatkichlarning plitalaridagi potentsiallar farqi bir xil va bir xil j. A - j B. Atrofdagi kondensatorlarning sig'imlari qanday? Z 1 , V 2 , ..., Z n, keyin, yaxshi (94.1), ularning to'lovlari ortadi

Q 1 = C 1 (j A -j B),

Q 2 =C 2 (j A -j B),

Q n = Z n (j A -j B), va kondansatör bankining zaryadi

To'liq batareya quvvati

ya'ni, kondansatörler parallel ravishda ulanganda, qo'shni kondansatkichlarning sig'imlari yig'indisi teng bo'ladi.

2. Kondensatorlarni ketma-ket ulash(145-rasm). Ketma-ket ulangan kondansatkichlarda barcha plitalarning zaryadlari modul bo'yicha teng, batareya zaryadidagi potentsiallar farqi.

ko'rish mumkin bo'lgan kondansatörler qayerda

Boshqa tarafdan,

Keyin, kondansatörler ketma-ket ulanganda, sig'imlarning qiymatlari hisoblanadi. Shunday qilib, kondansatörler ketma-ket ulanganda, natijada quvvat Z Har doim batareyada mavjud bo'lgan eng past quvvatdan kamroq.

Barcha nutqlarni ikki guruhga bo'lish mumkin - o'tkazgichlar va dielektriklar. Dielektriklar haqida gapirishdan oldin, omborda kuchli elektr zaryadlari yo'q. Bunday so'zlarga, masalan, keramika, shisha, saqich va boshqalar kiradi. Nutqlar konduktorlarga yuboriladi, ularning omborlariga bepul to'lovlar kiradi. Bunday nutqlardan oldin metallar, elektr va boshqalar yotadi.

Agar mustahkamlangan o'tkazgichga zaryad berilsa, u o'tkazgich yuzasi bo'ylab taqsimlanadi, shunday qilib o'tkazgichning o'rtasida joylashgan maydon kuchi nolga teng bo'ladi. Zaryadning taqsimlanishining tabiati zaryadning o'zida yotadi va o'tkazgich shaklida yotadi va o'rtadagi ortiqcha o'tkazgichni siqib chiqaradi. Supero'tkazuvchilar yuzasida oldingi zaryadga o'xshash yangi zaryad taqsimlanadi. Shunday qilib, bir vaqtning o'zida o'tkazgichga qo'llaniladigan zaryadning oshishi bilan zaryadning sirt zichligi va o'tkazgich yuzasining bir maydoniga tushadigan zaryad ham har qanday nuqtada bir marta ortadi. o'tkazgichning yuzasi. Shu tarzda siz yozishingiz mumkin:

(1)

Bu erda - zaryadning sirt kuchi - ko'rib chiqilayotgan sirt nuqtasi koordinatalarining funktsiyasi.

Zaryadlangan o'tkazgich tomonidan yaratilgan maydon potentsialini hisoblash uchun biz o'tkazgichning tekis yuzasini (1-rasm) teng zaryad o'tkazadigan cheksiz kichik sirt elementlariga ajratamiz.

(2).

Ushbu nuqtaviy zaryadlardan biri tomonidan, uning oldida joylashgan A nuqtada (1-rasm) hosil bo'lgan elektrostatik maydonning potentsiali quyidagi formula bilan hisoblanadi:

(3)

Bu yerga Nm 2 / Cl 2 - doimiy, bu tizimni tanlash bilan ko'rsatiladi; F/m - elektrostatik vakuumga aylandi; - o'tkazgichning manbai bo'lgan o'rtaning dielektrik penetratsiyasi.

S
dS
dq
A

A nuqtada o'tkazgichning butun zaryadlangan yuzasi tomonidan yaratilgan elektrostatik maydonning potentsialini topish uchun (3) formulani o'tkazgichning butun yuzasiga birlashtirish kerak. Supero'tkazuvchilar yuzasi har doim yopiq bo'lgani uchun biz quyidagilarni yo'q qilishimiz mumkin:

(4)

Integral berilgan sirt uchun doimiy son mavjud. Parchalar hajmi aqllarning vazifalari uchun u ham statsionardir, keyin (4) formuladan ko'rinib turibdiki, berilgan nuqtada mustahkamlangan o'tkazgich tomonidan yaratilgan elektrostatik maydonning potentsiali uning zaryadiga proportsionaldir.

O'tkazgichning zaryadiga uning potentsialiga to'g'ri keladigan fizik kattalik, mustahkamlangan o'tkazgichning elektr quvvati deb ataladi.

Formula (5) ni (4) formulasini almashtiramiz va olib tashlaymiz:

(6)

Formula (6) shuni ko'rsatadiki, mustahkamlangan o'tkazgichning elektr quvvati uning shakli, o'lchami va o'tkazgich joylashgan yadroning dielektrik penetratsiyasiga bog'liq. Natijada geometrik jihatdan o'xshash o'tkazgichlarda ularning chiziqli o'lchamlariga mutanosib bo'lgan sig'imlar mavjud. Bundan tashqari, formula (6) o'tkazgichning elektr quvvati uning zaryadiga yoki potentsialiga bog'liq emasligini ko'rsatadi.

Agar o'tkazgichning elektr zaryadi bir miqdorga oshsa, uning potentsiali bir miqdorga oshsa, u holda (5) formuladan kelib chiqadi:

(7)

Shunday tarzda

(8)

Formuladan (8) ko'rinib turibdiki, o'tkazgichning elektr quvvati bir birlik potentsialni o'zgartirish uchun o'tkazgichga qanday zaryad berilishi kerakligini ko'rsatadi (tizimda 1 volt uchun CI birliklari mavjud).

Samotnym o'tkazgich deb ataladi, stolni boshqa jismlardan uzoqroqqa cho'zadi, shunda boshqa jismlarning zaryadlari va maydonlarining infuzioni olinadi. Bunday o'tkazgich ma'lum bir zaryadga duchor bo'lganda, tomirlar uning yuzasiga tarqaladi, shunda onglar tenglashadi. Qo'shimcha bo'shliqda o'tkazgichning zaryadi elektr maydonini hosil qiladi. Agar cheksiz kichik zaryad (o'tkazgichning zaryadiga oqmasa) o'tkazgich yuzasiga o'tkazilsa, u holda maydon kuchlari robotga ta'sir qiladi. O'rnatish o'tkazgichning salohiyatini beradi, bu esa zaryadga meros qo'shadi.

Agar o'tkazgich qo'shimcha ravishda zaryad bersa, zaryadning yana bir qismi xuddi birinchi qism kabi sirtga tarqaladi. Kosmosning barcha nuqtalarida elektr maydon kuchi ikki baravar oshishi aniq. Robotning o'sishi bilan dirijyorning salohiyati ham oshadi. Shu tarzda, shunday ko'rinadi zaryad, o'tkazgichga ma'lumot va u tomonidan yaratilgan potentsial mutanosib . Shunday qilib, siz munosabatlarni yozishingiz mumkin:

(16.2)

.
Proportsionallik omili Z(16.3) munosabat o'tkazgichning elektr zaryadini to'plash qobiliyatini tavsiflaydi va mustahkamlangan o'tkazgichning elektr quvvati deb ataladi. Ushbu o'tkazgich parametri faradlar bilan tebranish . 1 faradli elektr quvvati o'tkazgichni o'z ichiga oladi, u 1 kulonlik zaryad bilan zaryadlanganda 1 voltlik potentsialga ko'tariladi..

O'rtada dielektrik penetratsiyaga ega bo'lgan suv bilan mustahkamlangan sharsimon o'tkazgichning imkoniyatlarini kengaytiramiz. Bo'shliqlar orasidagi zaryadlangan sharning maydon kuchi sharning markazida joylashgan nuqtaviy zaryadning maydon kuchining ifodasiga o'xshash ifoda bilan tavsiflanadi. Demak, kichik nuqtali zaryadni shar yuzasidan zaryadni olib yuruvchi radiusga o'tkazish orqali ishlash usuli, u cheksiz ko'rinadi:

Tom mustahkamlangan sharning elektr quvvati viraz tomonidan ko'rsatiladi:

(16.5)

.
Yerning radiusini (16.6) ga almashtirsak, Yerning elektr sig'imi taxminan 700 mkF ni tashkil qiladi.

Kondensatorlar

Quvvatlangan o'tkazgichlar past quvvatga ega. Biroq, texnologiya bir necha faradgacha bo'lgan elektr quvvatini ishlab chiqaradigan qurilmalardan foydalanadi. Bunday qurilmalar bilan kondansatörler . Kondensatorni boshqarish printsipi boshqa (yoki zaryadsiz) o'tkazgich zaryadlangan o'tkazgichga yaqin bo'lganda, tizimning elektr quvvati sezilarli darajada oshishiga asoslanadi. Yaqinlashib kelayotgan tanadagi mustahkamlangan o'tkazgichning maydoni induksiyalangan zaryadlarga ega bo'lib, mustahkamlangan o'tkazgichga qo'shni belgining zaryadlari yaqinlashadi va uning maydoniga kuchliroq oqadi. Modul orqasidagi o'tkazgichning potentsiali o'zgaradi va zaryad saqlanadi. Tse shuni anglatadiki Sizning elektr quvvatingiz o'sib bormoqda.

O'tkazgichning yaqin bo'lgan uzoq qismlari Yer yuzasi bo'ylab tarqaladigan va tizim potentsialiga tushmasdan, ulangan o'tkazgich bilan bir xil belgining zaryadini keltirib chiqarish uchun Yerga ulanishi mumkin (tuproqli). Shubhasiz, zaryadlangan o'tkazgichlarni imkon qadar yaqinlashtirish orqali elektr quvvatini sezilarli darajada oshirish mumkin. Umuman olganda, kondansatörler tayyorlanadi tekis , agar o'tkazgichlar uzoq vaqt davomida zaryadlangan bo'lsa ( kondansatör plitalari ) Masalan, folga smear dielektrikning yupqa to'pi bilan qoplanganga o'xshaydi. Bunday holda, tizimning elektr maydoni plitalar orasidagi bo'shliqda to'plangan ko'rinadi va tashqi jismlar kondansatör sig'imiga oqmaydi. Bundan tashqari, konsentrik tsilindrlar yoki sharlar ko'rinishidagi astarlarni ham ko'rishingiz mumkin.

Kondensatorning elektr quvvati, Qiymatlardan keyin plitalardan teri zaryadining ular orasidagi potensiallar farqiga nisbati qiymati deyiladi:
.
Kondensatorning plitalari orasiga materialning dielektrik kirib borishi.

« Fizika - 10-sinf"

Qanday yo'l bilan o'tkazgichlarda katta elektr zaryadi to'planishi mumkin?

Jismlarni elektrlashtirishning har qanday usuli bilan - ishqalanish, elektrostatik mashina, galvanik element va boshqalar yordamida - neytral tananing zarrasi zaryadlanadi, buning natijasida zaryadlangan zarralarning bir qismi bir tanadan ikkinchisiga o'tadi.
Ushbu zarralarni, masalan, elektronlarni chaqiring.

Ikki o'tkazgich elektrlashtirilganda, masalan, elektrostatik mashinada, ulardan biri +q, ikkinchisi esa -q zaryad oladi.
Supero'tkazuvchilar o'rtasida elektr maydoni hosil bo'ladi va potensiallar (kuchlanish) farqi paydo bo'ladi.
Supero'tkazuvchilar zaryadining ortishi tufayli ular orasidagi elektr maydon kuchayadi.

Kuchli elektr maydonida (katta stress va katta kuchlanish bilan) dielektrik (masalan, shamol) o'tkazuvchan bo'ladi.
Mozhliviy shunday o'rinni egallaydi harakat qilib ko'ring dielektriklar: o'tkazgichlar orasiga uchqun otilib chiqadi va ular zaryadsizlanadi.
Supero'tkazuvchilar orasidagi kuchlanish qanchalik kam bo'lsa va ularning zaryadlari qanchalik katta bo'lsa, ularda to'planishi mumkin bo'lgan zaryad shunchalik ko'p bo'ladi.

Elektr.

Biz ikkita o'tkazgichning elektr zaryadini to'plash qobiliyatini tavsiflovchi jismoniy miqdorni kiritamiz.
Qiu miqdoriga qo'ng'iroq qiling elektr.

Ikki o'tkazgich orasidagi kuchlanish U o'tkazgichlarda mavjud bo'lgan elektr zaryadlariga mutanosibdir (birida +|q|, ikkinchisida -|q|).
To'g'ri, zaryadlar qo'shilishi bilan elektr maydonining kuchi 2 baravar ko'payadi va shuning uchun kuchlanish 2 baravar ko'payadi.
Shuning uchun, o'tkazgichlardan birining zaryadi (boshqasida modul orqasida bir xil zaryad mavjud), bu o'tkazgich va o'tkazgich o'rtasidagi potentsiallar farqi zaryadda yotmaguncha.

Bu o'tkazgichlarning geometrik o'lchamlari, ularning shakli va o'zaro aylanishi, shuningdek, ortiqcha markazning elektr quvvati bilan ko'rsatiladi.

Bu sizga ikkita o'tkazgichning elektr quvvatini tushunish imkonini beradi.

Ikki o'tkazgichning elektr quvvati o'tkazgichlardan birining zaryadi va ular orasidagi potentsial farqi o'rtasidagi bog'liqlik deb ataladi:

Kuchaytirilgan o'tkazgichning elektr quvvati o'tkazgichning zaryadiga uning potentsialiga teng, chunki boshqa barcha o'tkazgichlar cheksiz ravishda chiqariladi va cheksiz uzoq nuqtaning potentsiali nolga teng.

O'tkazgichlar orasidagi kuchlanish U zaryadlar +|q| bo'lganda past bo'ladi i -|q|, o'tkazgichlarning elektr quvvati qanchalik katta bo'lsa.

O'tkazgichlarda dielektrik parchalanishga olib kelmasdan katta zaryadlarni to'plash mumkin.
Biroq, elektr quvvatining o'zi na zaryad o'tkazgichlari, na ular o'rtasida paydo bo'ladigan kuchlanish bilan ushlab turolmaydi.

Elektr quvvati birliklari.

Formula (14.22) elektr quvvatining bir birligini ta'minlash imkonini beradi.

Ikki o'tkazgichning elektr quvvati zaryadlar olib tashlanganda, son jihatdan birliklarga teng+1 Cl і-1 Kl ular o'rtasida potentsial farq bor 1-modda.

Bir Qiuga qo'ng'iroq qiling farad(F); 1 F = 1 C/st.

1 C ning zaryadi undan ham katta bo'lgani uchun, 1 F ning sig'imi yanada kattaroq ko'rinadi.
Shuning uchun, ushbu birlikning qismlarini tez-tez ishlatish amaliydir: mikrofarad (mF) - 10 -6 F va pikofarad (pF) - 10 -12 F.

Supero'tkazuvchilarning muhim xarakteristikasi - elektr quvvati.
Supero'tkazuvchilarning elektr quvvati qo'shni belgilarning zaryadlari kamaytirilganda ular orasidagi potentsiallarning farqidan kattaroqdir.

Kondensatorlar.

Har qanday radioda juda yuqori elektr quvvatiga ega o'tkazgich tizimini ko'rishingiz yoki uni do'konda sotib olishingiz mumkin. U kondansatör deb ataladi. Bunday tizimlar qanday nazorat qilinishini va ularning elektr quvvati qayerda saqlanishini darhol bilib olasiz.

Ikki o'tkazgichli tizimlar deyiladi kondansatörler. Kondensatorda dielektrik to'p bilan ajratilgan ikkita o'tkazgich mavjud bo'lib, ularning o'lchamlari o'tkazgichlarning o'lchamiga nisbatan kichikdir. Bunday holda, yo'riqnomalar chaqiriladi astarlar kondansatör.
Eng oddiy tekis kondansatör ikkita parallel plastinadan iborat bo'lib, ular kichik tomonda, ikkinchisining bir tomonida joylashgan (14.33-rasm).
Plitalar modul orqasida zaryadlanganligi va belgining orqasida yotganligi sababli, elektr maydonining quvvat liniyalari musbat zaryadlangan kondansatör plitasidan boshlanadi va manfiy zaryadlanganda tugaydi (14.28-rasm). Shuning uchun butun elektr maydoni kondansatkichning o'rtasida va bir xilda jamlangan.
Kondensatorni zaryad qilish uchun uning plitasini kuchlanish generatorining qutblariga, masalan, batareyaning qutblariga ulash kerak. Bundan tashqari, bir plitani boshqa topraklama qutbiga ega bo'lgan batareya qutbiga ulashingiz va kondansatörning boshqa plitasini erga ulashingiz mumkin. Keyin tuproqli plastinka asoslanmagan plastinkaning zaryadiga teng bo'lgan zaryadni yo'qotadi. Modul orqasidagi xuddi shu zaryad erga tushadi.
Pid kondansatör zaryadi Bu shuni anglatadiki, plitalardan biridagi zaryad mutlaqo ahamiyatli emas.
Kondensatorning elektr quvvati (14.22) formula bilan aniqlanadi.
Ortiqcha jismlardagi elektr maydonlari kondansatörning o'rtasiga kirmaydi va plitalar orasidagi potentsial farqiga ta'sir qilmaydi. Shuning uchun kondensatorning elektr sig'imi boshqa jismlar yonida yashirin bo'lishi deyarli mumkin emas.
Yassi kondansatörning elektr quvvati.

Yassi plastinkali kondansatörning geometriyasi uning plitalarining maydoni va ular orasidagi bo'shliq bilan belgilanadi. Ushbu qiymatlar tekis plastinkali kondansatkichning sig'imini aniqlaydi.
Plitalarning maydoni qanchalik katta bo'lsa, ularda to'planishi mumkin bo'lgan zaryad shunchalik ko'p bo'ladi: q~S. Boshqa tomondan, plitalar orasidagi kuchlanish ular orasidagi proportsional masofa d formulasi (14.21) bilan aniqlanadi. Shuning uchun amnistiya mavjud
Bundan tashqari, kondansatkichning quvvati plitalar orasidagi izolyatorning ta'siri ostida yotadi. Agar dielektrik parcha maydonni zaiflashtirsa, u holda dielektrik tufayli elektr quvvati ortadi.
Dunyodan olib qo'ygan kechikish haqiqatini qayta ko'rib chiqaylik. Buning uchun biz plitalar orasidagi bo'shliqni o'zgartirish mumkin bo'lgan kondansatör va tuproqli korpusli elektrometrni olamiz (14.34-rasm). Biz elektrometrning tanasi va novdasini kondansatör plitalari, o'tkazgichlar va zaryadlanuvchi kondansatör bilan bog'laymiz. Buning uchun novda bilan bog'langan kondansatör plitasining elektrlashtirilgan tayoqchasini surish kerak. Elektrometr plitalar orasidagi potentsial farqni ko'rsatadi.
Rozsuvayuchi tarelkalar, mi viyavimo potentsiallar farqining kuchayishi. Hisoblangan elektr quvvatiga (formula (14.22)) asoslanib, bu o'zgarishni ko'rsatadi. Plitalar orasidagi masofa ortishi sababli elektr quvvati o'zgarishi aniq.
Kondensator plitalari orasiga dielektrik plastinkani, masalan, organik shishani qo'yish orqali biz aniq Potensial farqning o'zgarishi. Otje, Yassi kondansatörning elektr quvvati vaqt o'tishi bilan ortadi. Plitalar orasidagi stend d kichikroq bo'lishi mumkin va S maydoni katta bo'lishi mumkin. Shuning uchun, kichik o'lchamlar bilan, kondansatör yuqori elektr quvvatiga olib kelishi mumkin.
Buni istiqbolga qaratish uchun: 1 F elektr quvvatiga ega bo'lgan tekis kondansatör plitalari orasidagi dielektrik quvvat va plitalar orasidagi masofa d = 1 mm S = 100 km 2 plitalarning deyarli maydoniga bog'liq.

Bundan tashqari, kondansatkichning quvvati plitalar orasidagi izolyatorning ta'siri ostida yotadi. Dielektrik maydonni zaiflashtirganligi sababli, dielektrikning elektr quvvati ortadi: dielektrikning elektrsiz penetratsiyasi.

Kondensatorlarning ketma-ket va parallel ulanishi. Aslida, kondensatorlar ko'pincha turli yo'llar bilan ulanadi. Kichkintoyda taqdim etilgan 14.40 ketma-ket ulanish uchta kondansatör.

Agar 1 va 2 nuqtalar kuchlanish manbaiga ulangan bo'lsa, u holda C1 kondensatorining chap plitasi zaryad +qy ni S3 kondansatkichning o'ng plastinkasiga - zaryad -q o'tkazadi. Elektrostatik induktsiya natijasida C1 kondansatkichning o'ng plitasi zaryadga ega -q, C1 va C2 kondensatorlari plitalarining bo'laklari ulanadi va ulashdan oldin kuchlanish elektr neytral edi, keyin chapda zaryadning saqlanish qonuni. C2 kondensatorining plastinkasida zaryad +q i va boshqalar paydo bo'ladi. Shu tarzda ulangan barcha kondansatör plitalari modul orqasida yangi zaryadga ega bo'ladi:
q = q1 = q2 = q3.
Ekvivalent elektr quvvatini hisoblang - bu bir xil potentsial farqda kondansatör tizimi bilan bir xil q zaryadini to'playdigan bunday kondansatörning elektr quvvatini hisoblashni anglatadi.
ph1 - ph2 potentsiallari farqi teri plitalari va kondansatkichlar orasidagi potentsiallar farqining yig'indisidir:
ph 1 - ph 2 = (ph 1 - ph A) + (ph A - ph B) + (ph B - ph 2),
yoki U = U 1 + U 2 + U 3.
(14.23) formuladan foydalanib, biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:

14 41 chaqaloq uchun diagramma taqdim etilgan parallel ulanishlar kondansatörler Biroq, barcha kondensatorlarning plitalari orasidagi potentsial farq bir xil:
ph 1 - ph 2 = U = U 1 = U 2 = U 3.
Kondensator plitalaridagi zaryadlar
q 1 = C 1 U, q 2 = C 2 U, q 3 = C 3 U.
Bir xil potentsial farqda plitalardagi ekvivalent zaryadga ega ekvivalent kondansatörda
q = q1 + q2 + q3.
Elektr quvvati uchun (14.23) formuladan foydalanib, biz yozamiz: C eq U = C 1 U + C 2 U + C 3 U, shuningdek, C eq = C 1 + C 2 + C 3 i zagal shaklida

Har xil turdagi kondansatörler.

Maqsadlaridan qat'i nazar, kondansatkichlar turli qurilmalarga o'rnatiladi. Asosiy texnik qog'oz kondensatori ikkita alyuminiy folga bo'lagidan iborat bo'lib, metall korpusning bir tomonida parafin bilan namlangan qog'oz chiziqlar bilan izolyatsiya qilingan. Kichkina paketda burmalar va tikuvlar mahkam o'ralgan.
Radiotexnikada almashtiriladigan elektr quvvatining kondansatkichlari keng qo'llaniladi (14.35-rasm). Bunday kondansatör metall plitalarning ikkita tizimidan iborat bo'lib, ular tutqichlar o'ralgan holda bir-biriga mos kelishi mumkin. Bunday holda, plitalarning tekis qismlari o'zgaradi, ular bir-biriga yopishadi va shuning uchun ularning elektr quvvati. Bunday kondensatorlardagi dielektrik birinchi navbatda ishlatiladi.
Plitalar orasidagi masofani qo'shimcha o'zgartirish yordamida elektr quvvatini sezilarli darajada oshirish elektrolitik kondansatkichlarda amalga oshiriladi (14.36-rasm). Ularning dielektriklari plitalardan birini (folga) qoplaydigan juda nozik oksidli qatlamdir. Boshqa qopqoq qog'oz bo'lib, maxsus nutq (elektrolit) bilan oqadi.
Kondensatorlar elektr zaryadini saqlashga imkon beradi. Yassi plastinkali kondansatörning elektr quvvati plitalarning maydoniga proportsionaldir va plitalar o'rtasida proportsional masofa mavjud. Bundan tashqari, u plitalar orasidagi elektr quvvati ta'sirida yotishi kerak.

Kichkina bo'sh metall sumkani oling va uni elektrometrga qo'ying (66-rasm). Tekshirish sumkasidan foydalanib, q elektrofor mashinasining sharidan zaryadlarni sumkaga o'tkazing, zaryadlangan sumkani sumkaning ichki yuzasiga suring. Ta'kidlanishicha, sovutish suvi zaryadining oshishi bilan Yerga qolgan energiyaning potentsiali ham ortadi. Aniq tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, har qanday shakldagi o'tkazgichning potentsiali uning zaryadining kattaligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Boshqacha qilib aytganda, agar o'tkazgichning zaryadi bo'lsa q, 2q, 3q, ..., nq, keyin uning salohiyati ehtimol bo'ladi ph, 2ph, 3ph, ..., nph. O'tkazgich zaryadining ma'lum bir o'tkazgich uchun potentsialiga nisbati doimiy qiymatdir:

Agar biz boshqa o'lchamdagi o'tkazgich uchun shunga o'xshash munosabatni olsak (bo'lim. 66-rasm), u ham doimiy bo'ladi, lekin turli xil raqamli qiymatlar bilan. Ushbu sozlamalar bilan ko'rsatilgan qiymat o'tkazgichning elektr quvvati deb ataladi. Supero'tkazuvchilar elektr quvvati

Supero'tkazuvchilarning elektr zaryadini yutish kuchini va o'tkazgichning potentsialini bir marta harakatga keltiradigan zaryadni tavsiflovchi skalyar kattalik elektr sig'imi deb ataladi. Elektr sig'imi skalyar kattalikdir. Bir o'tkazgich ikkinchisidan o'n baravar katta elektr quvvatiga ega bo'lganligi sababli, elektr sig'imi formulasidan ko'rinib turibdiki, ularni bir xil potentsialga zaryad qilish uchun birinchi o'tkazgich o'n marta zaryad olib borishi kerak. kattaroq, f boshqa emas. Aytganlar tufayli, bu aniq Elektr quvvati o'tkazgichlarning potentsiallari muvozanatiga qarab katta yoki kamroq zaryad to'plash kuchini tavsiflaydi.

Kuchaytirilgan o'tkazgichning elektr quvvati qayerda saqlanishi kerak? Buni tushunish uchun biz elektrometr bilan o'lchanadigan metall va bo'sh sovutgichlarning qiymatidagi ikkita farqni hisobga olamiz. Sinov sumkasi yordamida biz q zaryadlarining qiymatlari bir xil bo'lib qolishi uchun to'plarni zaryad qilamiz. Bachimo, kim bilan sumkalarning salohiyati bir xil emas. Kichikroq radiusli teshik yuqori potentsial ph 1 va kattaroq radiusli teshikka (uning potensiali ph 2) zaryadlangan. Chunki bir xil o'lchamdagi qopni zaryad qiling q = C 1 ph 1і q = Z 2 ph 2, A ph 1 >ph 2, Bu Z 2 >Z 1. Anglatmoq Kuchaytirilgan o'tkazgichning elektr quvvati uning sirtining kattaligiga bog'liq: o'tkazgichning yuzasi qanchalik katta bo'lsa, uning elektr quvvati shunchalik katta bo'ladi. Ushbu saqlash o'tkazgichning tashqi yuzasi zaryadlanmaganligi bilan izohlanadi. Supero'tkazuvchilarning elektr quvvati uning materialida yotadi.

CI tizimida o'tkazgichning bir turdagi elektr quvvatini o'rnatamiz. Buning uchun elektr quvvati formulasi almashtiriladigan qiymatlarga ega q = 1 gachaі ph = 1 dyuym:

Elektr quvvatining bir birligi - farad - bunday o'tkazgichning elektr quvvati sifatida qabul qilinadi, uning potentsialini 1 V ga oshirish uning zaryadini 1 K ga oshirishni talab qiladi. Elektr quvvati 1 f haqiqatan ham katta. Shunday qilib, Yerning elektr quvvati qadimiydir 1/1400 f, Shuning uchun, amalda, faradning kasrlarini yaratish uchun birliklardan foydalanish kerak: faradning millioninchi qismi - mikrofarad (IFF) va mikrofaradning milliondan bir qismi - pikofarad (PF):

1 f = 10 6 mF 1 mF = 10 -6 f 1 pf = 10 -12 f

1 f = 10 12 pf 1 mf = 10 6 pf 1 pf = 10 -6 mf.

Zavdannya 20. Tananing ikkita musbat zaryadi bor, birinchisi - elektr. 10 pf bu to'lov 10-8 gacha, boshqasi - elektr quvvati 20 pf bu to'lov 2*10 -9 gacha. Agar bu jism o'tkazgich orqali ulangan bo'lsa nima bo'ladi? Jismlar orasidagi zaryadlarning qoldiq taqsimotini toping.

ulanish. Birinchi tana salohiyati Boshqa tananing potentsiali Shunday qilib, ph 1 >ph 2 bo'lgani uchun, zaryadlar yuqori potensialga ega bo'lgan jismdan pastroq bo'lgan jismga o'tadi.