Презентация История создания конденсатора

• 1 слайд

  
  
  
  презентация на тему:
  Конденсаторы
  

• 2 слайд

  Первые представления об электричестве и магнетизме
  
  Первые сведения об электрических и магнитных явлениях были известны уже в древности. Древним ученым было известно свойство натертого янтаря притягивать легкие предметы. Само слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон», что значит янтарь.
  Древние греки также знали, что существует особый минерал – железная руда (магнитный железняк), способный притягивать железные предметы. Залежи этого минерала находились возле греческого города Магнесии, названию которого и обязано происхождение слова «магнит». В древности не исследовали ни электрические, ни магнитные явления. Объясняли же их в организмическом духе. Так, например, магнит уподоблялся живому существу. Магнит имеет душу, говорили некоторые, которая и обусловливает свойство притягивать железо
  

• 3 слайд

  Вильям Гильберт (1540—1603)
  Существенным шагом вперед в исследовании магнетизма была книга английского ученого Вильяма Гильберта (1540—1603) «О магните, магнитных телах и великом магните Земли», вышедшая в 1600 году. В своей работе Гильберт уделил внимание исследованию электрических явлений: он показал, что электрические явления следует отличать от магнитных. Электрические свойства в отличие от магнитных присущи многим веществам. Кроме янтаря электрические свойства проявляют алмаз, хрусталь, стекло, сера и многие другие вещества, которые он назвал «электрическими», т. е. подобными янтарю. Все прочие тела, в первую очередь металлы, которые не обнаруживали такие свойства, Гильберт назвал «не электрическими».
  Так в науку вошел термин «электричество», и так было положено начало систематическому изучению электрических явлений. Гильберт исследовал вопрос о сходстве магнитных и электрических явлений и пришел к выводу, что эти явления глубоко различны и не связаны между собой. Этот вывод держался в науке более двухсот лет
  

• 4 слайд

  Стефан Грей, Шарль Франсуа Дюфе
  
  Электрические опыты в более крупном масштабе продолжил английский ученый Стивен Грей (ум. 1736 г.). Благодаря работам Грея опыты по передаче электричества на расстояние вышли за пределы помещения.
  Источниками "электрической силы" у Грея служили стеклянные трубки или палочки длиной 104 см и диаметром 3 см. На концах трубка была толще, чем в средней части
  

• 5 слайд

  Опыты Грея
  Сообщение телам "электрической силы" Грей проверял с помощью пушинки, которая могла притягиваться к телу, отталкиваться от него, парить в воздухе, снова притягиваться и т. д., с помощью пробной нити, которая притягивалась к заряженным телам, а притянувшись, отталкивалась от них, или с помощью латунного листка, который обычно лежал на дощечке и мог притягиваться телами, находившимися над ним на высоте до нескольких дюймов. Для обнаружения малого заряда Грей пользовался длинным куском тонкой нити, подвешенным к концу палки.
  
  Желая передать электричество на большее расстояние, 19 мая 1729 г. Грей провел такой опыт. Стоя на балконе, он держал в руках стеклянную трубку со свисающей веревкой длиной 8 м с шаром из слоновой кости на конце. Внизу находился ассистент Грея, определявший наличие заряда с помощью латунного листа (на дощечке). Грей не сомневался в том, что смог бы передать электричество таким способом даже с купола собора Св. Павла в Лондоне.
  

• 6 слайд

  2 рода электричества –
  ''стеклянное'' ''смоляное''
  
  В результате многочисленных экспериментов Грею удалось установить, что ''электрическая способность стеклянной трубки притягивать легкие тела может быть передана другим телам'', и показать (1729 г.), что тела в зависимости от их отношения к электричеству можно разделить на две группы:
  Проводники (металлическая нить, проволока) и непроводники (шелковая нить).
  Продолжая опыты Грея, Дюфе (в 1733-1737 гг.) обнаружил 2 рода электричества – ''стеклянное'' ''смоляное''
  И их особенность отталкивать одноименные заряды и притягивать противоположные. Дюфе также создал прототип электроскопа в виде 2-ух подвешенных нитей, расходящихся при их электризации
  

• 7 слайд

  
  Ломоносов М В, Рихман Г В  
  
  
  Ломоносов М.В являлся в России основоположником изучения электрических явлений, автором первой теории электричества. При поддержке Ломоносова академик Рихман разработал в 1745 г. конструкцию первого электроизмерительного прибора, который отличался от электроскопа тем, что был снабжен деревянным квадрантом со шкалой, разделенной на градусы. Это усовершенствование позволило измерять ''большую и меньшую степень электричества''
  

• 8 слайд

  Бенджамин Франклин
  
  
  Он родился в 1706 году в Бостоне, жил 84 года и физикой занимался лишь 7 лет (с 1747 по 1753 год Интерес к физике появился после того, как он прослушал лекцию по электричеству, на которой была показана электрическая искра и продемонстрировано неприятное действие на человека разряда лейденской банки.
  Франклин ввел в науку понятия:
  положительного и отрицательного электричества.
  батарея,
  конденсатор,
  проводник,
  заряд,
  разряд,
  обмотка,
  
  

• 9 слайд

  Голландский профессор из г. Лейдена Мусхенбрук (Мушенбрек) (1692—1761 гг.).
  Среди многих физиков наибольшую известность получил голландский профессор из г. Лейдена Мусхенбрук (Мушенбрек) (1692—1761 гг.).
  Зная, что стекло не проводит электричества, он (в 1745 г.) взял банку (колбу), наполненную водой, опустил в нее медную проволоку, висевшую на кондукторе электрической машины, и, взяв банку в правую руку, попросил своего помощника вращать  шар машины. При этом он правильно предположил, что заряды, поступавшие с кондуктора, будут накапливаться в стеклянной банке
  

• 10 слайд

  Лейденский опыт
  «Я делал некоторые исследования над электрической силой,— писал Мушенбрек,— и для этой цели подвесил на двух шелковых шнурах железный прут и передавал ему электричество от стеклянного шара, который приводился в быстрое вращение и натирался прикосновением рук. На другом конце (левом) свободно висела медная проволока, конец которой был погружен в круглый стеклянный сосуд, отчасти наполненный водою. В правой руке я держал сосуд, левой же пробовал извлечь искры из наэлектризованного прута. Вдруг моя правая рука была поражена с такой силой, что все тело содрогнулось, как от удара молнии...»
  

• 11 слайд

  «новый и страшный опыт»
  В письме Реомюру в Париж (в 1746 г.) он писал, что этот «новый и страшный опыт советую самим никак не повторять» и что «ради короны Франции» он не согласится подвергнуться «столь ужасному сотрясению».
  

• 12 слайд

  Ле́йденская ба́нка
  Ле́йденская ба́нка — первый электрический конденсатор, изобретённый голландскими учёными Питер ван Мушенбрук и его учеником Кюнеусом в 1745 в Лейдене. Параллельно и независимо от них сходный аппарат, под названием «медицинская банка» изобрёл немецкий учёный Клейст.
  

• 13 слайд

  Исторически сложившееся устройство Ле́йденской ба́нки
  

• 14 слайд

  
  «электрическая цепь».
  
  Новость о лейденской банке с быстротой электрического удара начала распространяться по Европе и не слишком просвещенной тогда Америке. В лабораториях, аристократических салонах, на ярмарках ставились удивительнее опыты, неприятные, забавные и волнующие одновременно.
  180 королевских мушкетеров тоже провели перед королем подобный опыт в Версале. Даже гвардейская дисциплина оказалась бессильной перед ударом лейденской банки: «Первый держал в свободной руке банку, а последний извлекал искру; удар почувствовался всеми в один момент. Было очень курьезно видеть разнообразие жестов и слышать мгновенный вскрик, исторгаемый неожиданностью у большей части получающих удар,
  От этих  солдат и произошел термин «электрическая цепь».
  Провел этот эксперимент придворный «электрик» короля, специально ведавший различными электрическими увеселениями, аббат Нолле.
  

• 15 слайд

  1746 г. Б. Вильсон
  При проведении исследований с банкой было установлено (в 1746 г. англичанином Б. Вильсоном), что количество электричества, собираемое в банке, пропорционально размеру обкладок и обратно пропорционально толщине изоляционного слоя. В 70-х гг. XVIII в. металлические пластины стали разделять не стеклом, а воздушным промежутком — так, появился простейший конденсатор
  

• 16 слайд

  Принципы изготовления конденсаторов
  Основные принципы изготовления конденсаторов стали известны еще 250 лет назад, когда в 1745 г. в Лейдене немецкий физик Эвальд Юрген фон Клейст и нидерландский физик Питер ван Мушенбрук создали первый конденсатор - "лейденскую банку" - в ней диэлектриком были стенки стеклянной банки, откуда и возникло название.
  Эти принципы не изменились до сих пор, в основе своей они все повторяют простейший конденсатор, который образуют две металлические пластины, изолированные одна от другой
  Чаще всего пластины называют обкладками, а изолирующий слой – диэлектриком.
  

• 17 слайд

  вещества по проводимости
  проводники
  
  это вещества, которые проводят электрический ток
  
  много свободных зарядов
  диэлектрики
  
  это вещества, которые не проводят электрический ток
  
  мало свободных зарядов
  
  

• 18 слайд

  Строение диэлектрика
  строение молекулы поваренной соли
  NaCl
  
  электрический диполь-
  совокупность двух точечных зарядов, равных по модулю и противоположных по знаку.
  Na
  Cl
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  -
  + -
  +
  -
  

• 19 слайд

  Строение полярного диэлектрика
  + -
  + -
  + -
  + -
  + -
  + -
  

• 20 слайд

  Диэлектрик в электрическом поле
  + -
  +
  
  +
  
  +
  
  +
  
  +
  
  +
  
  + -
  Е внеш.
  Е внутр.
  + -
  + -
  + -
  + -
  Е внутр. < Е внеш.
  ВЫВОД:
  ДИЭЛЕКТРИК ОСЛАБЛЯЕТ ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
  

• 21 слайд

  Ёмкость
  
  Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU).
  Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью каждая, расположенных на расстоянии друг от друга, в системе СИ выражается формулой:
  C = ε ε0  S / d
  где ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды, (в вакууме равна единица),
  ε0 — электрическая постоянная, численно равная 8,8541… 10-12.
  (эта формула справедлива, когда d много меньше линейных размеров пластин)
  

• 22 слайд

  Демонстрационный опыт
  

• 23 слайд

  Последовательное соединение конденсаторов
  При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы, так как от источника питания они поступают только на внешние электроды, а на внутренних электродах они получаются только за счет разделения зарядов, ранее нейтрализовавших друг друга
  Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна
  

• 24 слайд

  параллельно соединённые конденсаторы
  Для увеличения емкости конденсаторы соединяют в батареи
  Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади.
  

• 25 слайд

  Обучающая задача
  

• 26 слайд

  Взрывы электролитических конденсаторов
  Взрывы электролитических конденсаторов — довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве вследствие старения (актуально для импульсных устройств).
  Разрушение возможно из-за действия температуры и напряжения, не соответствовавших рабочим, или старения.
  

• 27 слайд

  Виды конденсаторов
  
  Конденсатор переменной емкости
  Конденсатор переменной емкости состоит из двух изолированных систем металлических пластин 1 и 2, которые входят друг в друга при вращении рукоятки единены между собой, и поэтому батарею можно рассматривать как один большой конденсатор, у которого площадь обкладок равна сумме площадей обкладок отдельных банок. Емкость батареи при таком соединении (оно называется параллельным соединением) равна сумме емкостей отдельных конденсаторов
  

• 28 слайд

• 29 слайд

  Устройство
  По энциклопедии Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона, «этот конденсатор имеет форму банки, то есть цилиндра с более или менее широким горлом или же просто цилиндра, обыкновенно стеклянного. Банка оклеена внутри и снаружи листовым оловом(наружная и внутренняя обкладки), примерно до 2/3 ее высоты и прикрытую деревянной крышкой. Сквозь крышку в банки воткнут металлический стержень. Лейденская банка позволяла накапливать и хранить сравнительно большие заряды, порядка микрокулона.
  Применения
  Изобретение лейденской банки стимулировало изучение электричества, в частности скорости его распространения и электропроводящих свойств некоторых материалов. Выяснилось, что металлы и вода(НЕ «чистая»; «Чистая»- Дистиллированная вода — не проводник) лучшие проводники электричества. Благодаря Лейденской банке удалось впервые искусственным путем получить электрическую искру. В современном мире лейденская банка практически не применяется.
  

• 30 слайд

  Обозначение конденсаторов на схемах
  

• 31 слайд

  Подбор заданий по теме «Конденсатор»
  

• 32 слайд

  Павел Николаевич Яблочков
  Мало кому известно, что наш великий электротехник Павел Николаевич Яблочков занимался разработкой и использованием конденсаторов и достиг выдающихся результатов. Основные работы по конденсаторам отражены в его публикациях (докладах и патентах) 1877 – 1880 гг.
  Так, во французском патенте № 120684, выданном П.Н. Яблочкову 11 октября 1877 г., речь идет о лейденских банках и «конденсаторах особых типов». В этом патенте для нас наибольший интерес представляют «конденсаторы особых типов» в виде стопки (блока) металлических пластин (или полосок фольги) с находящимися между ними изоляционными слоями (пластинами), при этом четные металлические пластины (полоски фольги) соединены между собой общим проводником, а нечетные другим
  В дополнении от 12 октября 1878 года к патенту № 120684 Павел Николаевич Яблочков заявляет свои права на «металлические листки, покрытые изолирующим веществом, специально в целях устройства конденсатора посредством погружения таких изолирующих пластин в жидкость, содержавшуюся в резервуаре Этой идеей П.Н.Яблочков предвосхитил конструкцию оксидного (электролитического) конденсатора, запатентованного вскоре после его смерти. Этой идеей П.Н.Яблочков предвосхитил конструкцию оксидного (электролитического) конденсатора, запатентованного вскоре после его смерти.