Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Ашық сабақ: Конденсаторлар, түрлері, жалғануы. Электр өрісінің энергиясы.

Ашық сабақ: Конденсаторлар, түрлері, жалғануы. Электр өрісінің энергиясы.


  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Сабақтың тақырыбы: Конденсаторлар, түрлері, жалғануы.

Электр өрісінің энергиясы.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Конденсатормен таныстыру, оның электр сыйымдылығы қандай шарттарға тәуелді болатыны және оның түрлері, қолданылуы, жалғануы туралы түсініктер беру. Зарядталған конденсатор энергиясымен таныстыру.

Дамытушылық: Жаңа физикалық құралмен таныстыра отырып, оқушылардың ойлау және есте сақтау қабілеттерін дамыту, ізденушілікке баулу.

Тәрбиелік: Пәнге қызығушылығын арттыру. Ұқыптылық пен жауапкершілікке баулый отырып, өзін-өзі бағалауға үйрету.

Сабақтың түрі: Аралас сабақ

Сабақтың әдісі: Қараевтың деңгейлік тапсырмалар элементін қолдана отырып жұппен жұмыс жасату.

Аймақтық компонент: Өскемендегі конденсатор заводы.

Пәнаралық байланыс: электротехника, математика

Сабақтың көрнекілігі: Таратпа жұмыстар, проэктор, экран, слайдтар, электрондық оқулық.

Сабақтың барысы:

I.Ұйымдастыру кезеңі:

1.Кабинетке кіріп, оқушылармен сәлемдесу. Дәрісхананың тазалығына, балалардың киіміне назар аудару. Оқушыларды түгендеу. Журнал толтыру.

2. Сабақты таныстыру:

Сабақтың тақырыбын айту, таныстыру, оқушыларға сабақтың мақсатын түсіндіру.


II.Үй жұмысын қайталау:

1. Жалпы сұрақ қою арқылы:

А) Өткізгіштер дегеніміз не?

Ә) Диэлектриктер дегеніміз не?

Б) Диполь деп нені айтамыз?

В) Электр сыйымдылығы дегеніміз қандай шама?

Г) Электр сыйымдылығының өлшем бірлігі?

2. Тест жұмысын тарату арқылы.

III. Жаңа сабақ:

Тарихқа қысқаша шолу.

1745 жылы Лейден қаласында неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст және голланд физигі Питер ван Мушенбрук тарихта ең алғашқы конденсатор – «лейден банкасын» жасады.

hello_html_3cfcb7a2.png

Конденсатор деп жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын жүйені айтамыз. Ол латынның “condenso”- қоюлату, жинақтау деген сөзінен шыққан. Конденсатор электр энергиясын және электр зарядтарын жинақтау үшін қолданылады. Конденсатордың екі өткізгішін оның жапсарлары деп атайдың Ол жапсарларды шамасы жағынан тең, таңбалары жағынан қарама –қарсы зарядтпен зарядтайды.Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т.б электр құралдарында қолданылады. hello_html_78d800a3.jpg

Конден сатордын зарядты жинақтау қабілетін көрсететін физикалық шама – электрсыйымдылығымен біз алдыңғы сабақта танысқанбыз.

Өткізгіштің электрсыйымдылығы мынандай факторларға байланысты өзгереді:

  1. Өткізгіштің электрсыйымдылығы оған екінші зарядталмаған өткізгішті жақындатқанда артады;

  2. Екінші өткізгішті жерге жалғау бірінші өткізгіштің электрсыйымдылығын арттырады;

  3. Қатты диэлектриктің болуы жүйенің электрсыйымдылығын арттырады;

  4. Диэлектриктің қалыңдығын азайтса, өткізгіштер жүйесінің сыйымдылығы артады;

  5. Диэлектриктің диэлектрик өтімділігі артқанда, жүйенің электрсыйымдылығы артады;

  6. Өткізгіштердің бір-бірімен айқасу ауданын арттырғанда жүйенің электрсыйымдылығы артады;

Конденсаторларды сыртқы механикалық әсерлерден қорғау үшін оларды арнайы корпустармен қаптайды.

Конденсаторды схемада мына түрде белгілейміз: hello_html_m210c6cdf.png

Халықаралық стандарт бойынша конденсаторларды жұмыс істеу принциптеріне байланысты тізбекте шартты түрде былай белгілейміз:


ГОСТ 2.728-74

бойынша белгіленуі

Сипаттамасы

hello_html_5c949a64.png

Тұрақты сыйымдылығы бар конденсатор

hello_html_m2680b3e4.png

Поляризацияланған конденсатор

hello_html_m45047e7e.png

Айнымалы сыйымдылығы бар конденсатор


Сипаттық тағайындалуына қарай конденсаторларды шартты түрде жалпы және арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп бөлуге болады Жалпы қолданыстағы конденсаторларға кең тараған төмен вольтты конденсаторлар жатады және олар құралдар мен аппараттардың көптеген түрлерінде қолданылады Ал қалған конденсаторлардың барлығы арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп аталады. Оларға жоғарғы вольтты, импульстік, бөгетті жойғыш, дозиметриялық және т.б конденсаторлар жатады.

Конденсатордың негізгі сипаттамасы оның электрсыйымдылығы болып табылады. Ол конденсатордың электрзарядын жинақтау қабілетін көрсетеді. Сыйымдылықтың анықтамасы бойынша конденсатордың жапсарларындағы заряд оның жапсарларының арасындағы кернеуге тура пропорционал.

hello_html_1b065c45.gifhello_html_m4855e294.gifhello_html_532c9d63.gif

Конденсатордың сыйымдылығы әдетте 1 пФ –тан жүздеген мкФ –қа дейін, сонымен бірге сыйымдылығы ондаған Ф –қа дейінгі конденсаторлар да кездеседі.

Сонымен қатар конденсаторларды жапсарларының пішініне қарай жазық, цилиндр тәріздес, шар тәріздес және т.б деп бөледі.

Егер өткізгіштер жазық болса және параллель орналасса, онда конденсатор жазық деп аталады.

hello_html_m6318719b.gif

hello_html_m34b29d2e.gif

hello_html_m3d71d8bb.png

Цилиндр тәріздес конденсатор

hello_html_m467ec8f8.png

hello_html_m22d06658.gif

hello_html_m6f6c14d1.png

Шар тәріздес конденсатор


hello_html_6869a70.gif




hello_html_m27bf6a90.gif

hello_html_4ca2e7b7.png

Егер конденсатор жапсарларының саны n болса, онда:

hello_html_m312fa6b6.gif

Мұндағы:

С- электрсыйымдылығы;

hello_html_24a67842.gif- жапсарлардың арасындағы ортаның салыстырмалы диэлектрик өтімділігі;

hello_html_51366efb.gif=8,85*10 -12 hello_html_35376fb.gif - диэлектрик тұрақтысы;

d- диэлектрик қалыңдығы немесе жапсарлардың ара қашықтығы;

S- жапсардың ауданы;

r- шар немесе цилиндр табанының радиусы;

Е- электр өрісінің кернеулігі;

q-электр заряды;

l- цилиндр құраушысының ұзындығы.

Конденсаторлардың жалғануы:

  1. Сыйымдылықты арттыру үшін конденсаторларды параллель қосады. Бұл кезде конденсаторлардың аттас зарядталған жапсарлары бірге қосылады.

нhello_html_65f11af6.pngемесе hello_html_61bebac9.png

Параллель жалғағанда кернеу бірдей және тізбектің кернеуіне тең, яғни

U=U1=U2=…=Un

Ал конденсатор батареяларының толық заряды

hello_html_2b981041.gif

hello_html_1b065c45.gifболғандықтан

С=С12 немесе С=C1+C2+…+Cn


  1. Конденсаторларды тізбектей жалғаған кезде барлық конденсаторлардағы заряд бірдей болады және олардың әр аттас зарядталған жапсарлары қосылады.

hello_html_m360a7029.gif

Әрбір конденсатордың кернеуі hello_html_473703b5.gif; hello_html_1daff750.gif

Конденсатордың жалпы кернеуі U=U1+U2+…+Un

hello_html_2b6348b2.png

Немесе

hello_html_m61b5e6e5.png

Орнына қойсақ hello_html_325285f7.gifhello_html_m53d4ecad.gifосыдан

hello_html_a7a417e.gifнемесе hello_html_m5c23277b.gif

hello_html_m569676fc.gifhello_html_m12850106.gif

Зарядталған конденсатор энергиясы:

hello_html_m2adcc5b9.gifболады.

hello_html_1b065c45.gifжәне hello_html_e87f933.gif формуласын кезек қойып энергияның келесі формулаларын аламыз

hello_html_60074a78.gifнемесе hello_html_m45d1fdc5.gif

Біртекті электр өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы деп бірлік көлемде жинақталған өріс энергиясымен өлшенетін шаманы айтамыз

hello_html_m2f0f3859.gif

Алмастыруларды енгіземіз

hello_html_m583c31ea.gifhello_html_b878c56.gifhello_html_m5b30e34d.gif*hello_html_m53d4ecad.gifhello_html_m40a4e432.gif


hello_html_m4f9e48a.gifтағы алмастыру енгіземіз Sd=V,
hello_html_m1eb60dbd.gif

олай болса hello_html_37e1207.gif осыдан hello_html_m32fa4b66.gif

Бұдан электр өрісінің энергиясының тығыздығы осы өріс кернеулігінің квадратына тура пропорционал деп тұжырымдауға болады.

IV. Cабақты қорытындылау:

Сабақты қорытындылай келе конденсаторлар электротехниканың барлық облыстарында қолданылады деп айтуға болады.

  • Конденсаторлар катушка немесе резистормен бірге жиілікке тәуелді әртүрлі тізбек құрастыру үшін қолданылады(тербелмелі контур, кері байланыс тізбегі).

  • Конденсаторды жылдам разрядтау кезінде үлкен қуатты импуль алуға болады(фото жарқыл, импульстік лазерде).

  • Конденсатор электр зарядын көпке дейін сақтайтын болғандықтан электр энергиясын сақтаушы құрал ретінде қолданады (аккумуляторлар).

  • Өндірістік электротехникада реактивті қуатты толықтыру үшін қолданылады.

  • Конденсаторлар көп заряд жинақтай алатындықтан жапсарларындағы кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.

  • Сыйымдылығының өзгерісіне байланысты өлшеуіш түрлендіргіштер жасалады және т.б салаларда кең қолданыс тапқан.

V. Cабақты бекіту.

Деңгейлік тапсырмаларды аяқтату.

Тақтада есеп шығару.

VI.Үйге тапсырма: Дәрісті оқу.


7



Автор
Дата добавления 19.11.2016
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров51
Номер материала ДБ-367702
Получить свидетельство о публикации

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх