"Конденсаторы. Соединение конденсаторов в батарею. Энергия заряженного конденсатора"

Электроемкость — это скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд.

Электроемкость
— не зависит от q и U;
— зависит от геометрических размеров проводника, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками.

Электрической емкостью проводника наз. отношение заряда проводника к его потенциалу:

 .

Единица измерения емкости в СИ:   Ф (фарад)

Конденсатор обладает свойством накапливать и сохранять электрическую энергию.

Конденсатор представляет собой систему из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.  Проводники наз. обкладками  конденсатора. Если заряды пластин конденсатора одинаковы по модулю и противоположны по знаку, то  под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из его обкладок.

Электроемкостью конденсатора называют отношение заряда конденсатора к разности потенциалов между обкладками: 

Обозначение на электрических схемах:
Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора.
Заряд конденсатора — это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора.

Виды конденсаторов:
1. по виду диэлектрика — воздушные, слюдяные, керамические, электролитические
2. по форме обкладок — плоские, сферические.
3. по величине емкости — постоянные, переменные (подстроечные).

Электроемкость плоского конденсатора

где S — площадь пластины (обкладки) конденсатора
d — расстояние между пластинами
ε_о — электрическая постоянная
ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрика

Конденсатор — это система заряженных тел обладает энергией.
Энергия любого конденсатора:

где С — емкость конденсатора, (Ф)                     

W— энергия (Дж)
q — заряд конденсатора, (Кл)
U — напряжение на обкладках конденсатора, (В)
Энергия конденсатора равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин конденсатора вплотную, или работе по разделению положительных и отрицательных зарядов необходимой при зарядке конденсатора.

Конденсаторы применяются для накопления электрической энергии и использования ее при быстром разряде (фотовспышка), для разделения цепей постоянного и переменного тока, в радиотехнике: колебательный контур, выпрямитель и других радиоэлектронных устройствах.

.

Домашнее задание:

1. Повторить все термины и определения. Знать все величины, их обозначения и единицы измерения.

2. Самостоятельно записать тему: "Соединение конденсаторов"

3. Ответить письменно на вопросы теста:

Вопрос 1

Выберете верные утверждения.

Варианты ответов

• Электроёмкость - это отношение заряда тела к его объёму.
• Электроёмкость характеризует способность тела накапливать заряд.
• Электроёмкость двух проводников - это отношение напряжённость поля между ними к модулю заряда на одном из них.
• Электроёмкость конденсаторов определённого типа может являться переменной.

Вопрос 2

Энергия заряженного конденсатора...

Варианты ответов

• Рассредоточена вокруг него
• Сосредоточена на пластинах конденсатора
• Сосредоточена в электрическом поле
• Нигде не сосредоточена

Вопрос 3

Сопоставьте.

Варианты ответов

• Процесс накопления зарядов на обкладках конденсатора.
• Процесс нейтрализации зарядов при соединении обкладок конденсатора проводником.
• Модуль заряда, находящегося на одной из обкладок конденсатора.
• Конденсатор, обкладками которого являются две одинаковые параллельные друг другу пластины.

Вопрос 4

Укажите особенности соединения конденсаторов

Варианты ответов

• напряжение на полюсах батареи конденсаторов равно напряжению на каждом конденсаторе
• полный заряд батареи конденсаторов равен сумме зарядов отдельных конденсаторов
• электроёмкость батареи конденсаторов равна сумме электроёмкостей отдельных конденсаторов
• заряд батареи конденсаторов равен заряду каждого конденсатора
• напряжение на полюсах батареи равно сумме напряжений на отдельных конденсаторах
• величина, обратная электроёмкости (эластанс) батареи, равна сумме величин, обратных электроёмкостям отдельных конденсаторов

Вопрос 5

Энергия конденсатора - это

Варианты ответов

• энергия, которой обладает ЭСП, образованное зарядами на обкладках заряженного конденсатора.
• энергия, которой обладает магнитное поле, образованное зарядами на обкладках заряженного конденсатора.
• энергия, которой обладает электрическое поле, образованное зарядами на обкладках заряженного конденсатора.
• энергия, которой обладает ЭСП, образованное зарядами на обкладках разряженного конденсатора.

Вопрос 6

Укажите формулы, по которым можно рассчитать энергию ЭСП заряженного конденсатора.

Варианты ответов

• qU/2

• CU²/2

• q²/2C

• 2C/q²

• 2U/C²

Вопрос 7

Конденсатор ёмкостью 6 мФ был заряжен до разности потенциалов 40 В. После отключения от источника тока к нему был присоединён параллельно другой незаряженный конденсатор ёмкостью 0,01 Ф. На какую величину изменится энергия первого конденсатора и в какие виды энергии она преобразуется в момент присоединения второго конденсатора?

Варианты ответов

• Уменьшится в 3 раза
• Увеличиться в 3 раза
• Уменьшится в 6 раз
• Увеличиться в 6 раз

Вопрос 8

Вставьте пропущенное слово.
Энергия однородного электростатического поля плоского конденсатора пропорциональна ..., занимаемому полем.

Вопрос 9

Плоский воздушный конденсатор, состоящий из двух обкладок площадью 100 см2 каждая, поместили в диэлектрик с ε = 6. Заряд на пластине конденсатора равен 3 нКл. Определите силу притяжения между пластинами (в мкН). Ответ округлите до десятых.

Отправляете фото с проделанной работой на электронный адрес lenr89@mail.ru, не забываем подписать группу и ФИО.