Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Презентации / Презентация по электротехнике на тему конденсатор, его заряд и электрическя емкость

Презентация по электротехнике на тему конденсатор, его заряд и электрическя емкость

Международный конкурс по математике «Поверь в себя»

для учеников 1-11 классов и дошкольников с ЛЮБЫМ уровнем знаний

Задания конкурса по математике «Поверь в себя» разработаны таким образом, чтобы каждый ученик вне зависимости от уровня подготовки смог проявить себя.

К ОПЛАТЕ ЗА ОДНОГО УЧЕНИКА: ВСЕГО 28 РУБ.

Конкурс проходит полностью дистанционно. Это значит, что ребенок сам решает задания, сидя за своим домашним компьютером (по желанию учителя дети могут решать задания и организованно в компьютерном классе).

Подробнее о конкурсе - https://urokimatematiki.ru/


Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs

  • Другое
Конденсатор, его заряд и электрическая емкость
План лекции: Емкость и конденсаторы. Емкость проводников. Емкости различных у...
1. Емкость и конденсаторы 		Современные научные представления об электрическо...
Впервые принцип действия лейденской банки (конденсатора) был объяснен при п...
2. Емкость проводников 		Уединенный заряженный проводник имеет собственное эл...
Электрическое поле заряженного проводника зависит от его заряда Q. Заряд Q...
Если в диэлектрической среде находятся несколько заряженных проводников, то...
Рис. 1. Условное обозначение конденсатора постоянной (а) и переменной (б) ем...
где Q – абсолютное значение заряда одного из проводников – электродов конде...
Возле условно-графического изображения конденсатора ставят его позиционное...
В радиоэлектронике используются также специальные конденсаторы такие, как в...
		 Рис. 5. Внешний вид некоторых электролитических конденсаторов
		 Рис. 6. Внешний вид некоторых конденсаторов переменной емкости
3. Емкости различных устройств 		Для расчета емкости конденсатора необходимо...
Рис. 7. Плоский конденсатор 		Приравняв правые части приведенных выше выраж...
где εr – относительная диэлектрическая проницаемость находящегося между пла...
2. Емкость цилиндрического конденсатора. Два концентрических металлических...
2πℓ εr С = 8,85 ─────── 10-12, ln (R2/R1) 		где ℓ – длина конденсатора, м; ε...
πε0 С = ───── ln (D/r) или π С = 8,85 ───── 10-12, ln (D/r) 		где D – рассто...
расстояние между пластинами 1 мм и между электродами конденсатора находится...
4. Последовательное соединение конденсаторов 		Последовательное соединение ко...
После подключения цепи к источнику электрической энергии под действием элек...
Так как Q = CU, то можно записать при последовательном соединении n конденс...
или иначе 	Q/С = Q/С1 + Q/С2 + Q/С2 + Q/С3 + … + Q/Сn, 		где С – эквивалент...
В частном случае, при последовательном соединении двух конденсаторов 1/С =...
5. Параллельное соединение конденсаторов 		Параллельное соединение конденсато...
Напряжение на конденсаторах емкостью С1, С2, С3, имеющих общие узлы А и Б,...
Если параллельно соединены n конденсаторов с одинаковыми емкостями Cn, то э...
6. Смешанное соединение конденсаторов 		Смешанное соединение конденсаторов пр...
Задача. Определить эквивалентную емкость и заряд батареи конденсаторов, схе...
 Рис. 11. Смешанное соединение конденсаторов
Следовательно, схему на рис. 11, а можно заменить эквивалентной схемой, пок...
Контрольные вопросы 	1. Какую величину называют электрической емкостью? В как...
Задачи 	1. Определите расстояние между пластинами плоского воздушного конденс...
1 из 34

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Конденсатор, его заряд и электрическая емкость
Описание слайда:

Конденсатор, его заряд и электрическая емкость

№ слайда 2 План лекции: Емкость и конденсаторы. Емкость проводников. Емкости различных у
Описание слайда:

План лекции: Емкость и конденсаторы. Емкость проводников. Емкости различных устройств. Последовательное соединение конденсаторов. Параллельное соединение конденсаторов. Смешанное соединение конденсаторов.

№ слайда 3 1. Емкость и конденсаторы 		Современные научные представления об электрическо
Описание слайда:

1. Емкость и конденсаторы Современные научные представления об электрической емкости являются результатом многолетней работы ученых разных стран. Изучая электростатические явления, немецкий ученый О. Герике в 1650 году построил первую электростатическую (емкостную) машину. В 1745 году голландский ученый Мушенбрек изобрел электрический конденсатор – так называемую лейденскую банку. Ученые и любители естествознания, проводя опыты с электростатическими машинами и лейденскими банками, научились соединять банки в батареи и получать сильные электрические разряды.

№ слайда 4 Впервые принцип действия лейденской банки (конденсатора) был объяснен при п
Описание слайда:

Впервые принцип действия лейденской банки (конденсатора) был объяснен при помощи, так называемой унитарной теории электричества, созданной в 1747 году американским ученым В. Франклином. Согласно этой теории электрические явления объяснялись наличием в телах единой электрической жидкости. Теория Франклина вскоре устарела.

№ слайда 5 2. Емкость проводников 		Уединенный заряженный проводник имеет собственное эл
Описание слайда:

2. Емкость проводников Уединенный заряженный проводник имеет собственное электрическое поле. Поверхность такого проводника является поверхностью равного потенциала, поэтому можно говорить о потенциале проводника. Для характеристики зависимости потенциала проводника от его электрического поля применяют понятие электрической емкости проводника, или короче, емкости. Электрическая емкость – это физическая величина, характеризующая способность заряженного проводника и окружающей его среды накапливать электрическое поле с его энергией и массой.

№ слайда 6 Электрическое поле заряженного проводника зависит от его заряда Q. Заряд Q
Описание слайда:

Электрическое поле заряженного проводника зависит от его заряда Q. Заряд Q и потенциал V уединенного заряженного проводника связаны зависимостью Q = СV, откуда С = Q / V, где С – емкость проводника. Емкость проводника численно равна заряду, приходящемуся на единицу потенциала проводника. Единица емкость – фарад. Фарад – большая единица, поэтому в практике часто применяют дольные единицы – микрофарад (мкФ) и пикофарад (пФ), где 1 мкФ = 10-6Ф, 1 пФ = 10-12Ф и, наоборот 1 Ф = 106 мкФ; 1 мкФ = 106 пФ.

№ слайда 7 Если в диэлектрической среде находятся несколько заряженных проводников, то
Описание слайда:

Если в диэлектрической среде находятся несколько заряженных проводников, то у них есть общее электрическое поле. В этом поле потенциал и заряд каждого из проводников определяются формой, размерами и взаимным расположением проводников и их зарядами. В этом случае говорят о емкости системы проводников. Для практики наибольший интерес представляет система из двух проводников в диэлектрической среде с равными по абсолютному значению и обратными по знаку зарядами +Q и –Q. Такую систему называют конденсатором. Условные обозначения конденсаторов показаны на рис. 1.

№ слайда 8 Рис. 1. Условное обозначение конденсатора постоянной (а) и переменной (б) ем
Описание слайда:

Рис. 1. Условное обозначение конденсатора постоянной (а) и переменной (б) емкости Равным по знаку зарядам проводников соответствуют разные потенциалы этих проводников V1 и V2, поэтому можно найти напряжение между проводниками U = V1 – V2. Емкость конденсатора определяется соотношением С = Q / U,

№ слайда 9 где Q – абсолютное значение заряда одного из проводников – электродов конде
Описание слайда:

где Q – абсолютное значение заряда одного из проводников – электродов конденсатора; U – напряжение между электродами конденсатора. На электрических схемах постоянный конденсатор изображают в виде двух параллельных отрезков. Перпендикулярные линии, проведенные к срединам этих отрезков, представляют выводы конденсатора (рис. 2). Рис. 2. Размеры конденсатора на электрических схемах

№ слайда 10 Возле условно-графического изображения конденсатора ставят его позиционное
Описание слайда:

Возле условно-графического изображения конденсатора ставят его позиционное положение и номинальную емкость (рис.3). Рис. 3. Позиционное положение конденсатора

№ слайда 11 В радиоэлектронике используются также специальные конденсаторы такие, как в
Описание слайда:

В радиоэлектронике используются также специальные конденсаторы такие, как вариконды, проходные и опорные. Рис. 4. Внешний вид некоторых конденсаторов постоянной емкости

№ слайда 12 		 Рис. 5. Внешний вид некоторых электролитических конденсаторов
Описание слайда:

Рис. 5. Внешний вид некоторых электролитических конденсаторов

№ слайда 13 		 Рис. 6. Внешний вид некоторых конденсаторов переменной емкости
Описание слайда:

Рис. 6. Внешний вид некоторых конденсаторов переменной емкости

№ слайда 14 3. Емкости различных устройств 		Для расчета емкости конденсатора необходимо
Описание слайда:

3. Емкости различных устройств Для расчета емкости конденсатора необходимо предварительно рассчитать его электрическое поле, например по теореме Гаусса. 1. Емкость плоского конденсатора. Без учета искажения у краев электродов электрическое поле плоского конденсатора (рис. 7) однородное, его напряженность согласно, ε = σ / εа = Q / S εа, где S – площадь одной пластины – электрода конденсатора. Для однородного электрического поля можно также записать ε = U / d; где U – электрическое напряжение конденсатора; d – расстояние между пластинами.

№ слайда 15 Рис. 7. Плоский конденсатор 		Приравняв правые части приведенных выше выраж
Описание слайда:

Рис. 7. Плоский конденсатор Приравняв правые части приведенных выше выражений для напряженности электрического поля, получим U / d = Q / S εа или U = Qd / S εа. Для практических расчетов удобнее пользоваться формулой εr S С = 8,85 ──── 10-12, d С = 8,85

№ слайда 16 где εr – относительная диэлектрическая проницаемость находящегося между пла
Описание слайда:

где εr – относительная диэлектрическая проницаемость находящегося между пластинами конденсатора диэлектрика; S – в м2; d – в м. В частности, если между электродами находится воздух, то в надо учесть, что для воздуха εr = 1. Рис. 8. Цилиндрический конденсатор

№ слайда 17 2. Емкость цилиндрического конденсатора. Два концентрических металлических
Описание слайда:

2. Емкость цилиндрического конденсатора. Два концентрических металлических цилиндрических электрода, разделенные диэлектриком, образуют цилиндрический конденсатор (рис. 8). Приводим без вывода формулу, по которой определяем емкость цилиндрического конденсатора (без учета искажения поля у торцов): 2πℓε0 εr С = ─────── ln (R2/R1) или

№ слайда 18 2πℓ εr С = 8,85 ─────── 10-12, ln (R2/R1) 		где ℓ – длина конденсатора, м; ε
Описание слайда:

2πℓ εr С = 8,85 ─────── 10-12, ln (R2/R1) где ℓ – длина конденсатора, м; εr – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика в конденсаторе; R2 и R1 – внутренний и внешний радиусы электродов. 3. Емкость двухпроводной линии. Если пренебречь влиянием земли и неравномерностью распределения зарядов на проводах двухпроводной линии электропередачи, ее емкость на единицу длины (метр) можно определить формулой:

№ слайда 19 πε0 С = ───── ln (D/r) или π С = 8,85 ───── 10-12, ln (D/r) 		где D – рассто
Описание слайда:

πε0 С = ───── ln (D/r) или π С = 8,85 ───── 10-12, ln (D/r) где D – расстояние между осями проводов; r – радиус сечения провода. Задача. Определить необходимую площадь пластины плоского конденсатора для получения емкости конденсатора, равной 1 Ф, если

№ слайда 20 расстояние между пластинами 1 мм и между электродами конденсатора находится
Описание слайда:

расстояние между пластинами 1 мм и между электродами конденсатора находится воздух (εа = ε0). Решение. Cd S = ──── 1012 8,85 εr   По условию εr = 1; d = 10-3 м; С = 1 Ф. Подставляя эти данные, получаем Cd 1 ∙ 10-3 S = ──── 1012 = ───── 1012 = 1,13 ∙ 108 м2 = 113 км2. 8,85 εr 8,85 ∙ 1

№ слайда 21 4. Последовательное соединение конденсаторов 		Последовательное соединение ко
Описание слайда:

4. Последовательное соединение конденсаторов Последовательное соединение конденсаторов показано на рис. 9. Рис. 9. Последовательное соединение конденсаторов

№ слайда 22 После подключения цепи к источнику электрической энергии под действием элек
Описание слайда:

После подключения цепи к источнику электрической энергии под действием электрического поля источника на электрод конденсатора емкостью С1, крайнего в цепочке, появляется заряд +Q1. Вследствие электростатической индукции другая обкладка этого конденсатора получает такой же по абсолютному значению заряд, но другого знака. От этой обкладки заряжается соседний конденсатор (емкостью С2) и т.д. В результате при последовательном соединении конденсаторов их заряды оказываются одинаковыми, а заряд Q батареи конденсаторов равен заряду одного конденсатора: Q = Q1 = Q2 = Q3 = …

№ слайда 23 Так как Q = CU, то можно записать при последовательном соединении n конденс
Описание слайда:

Так как Q = CU, то можно записать при последовательном соединении n конденсаторов C1U1 = C2U2 = C3U3 = … = CnUn = Q, откуда U1 = Q/С1; U2 = Q/С2; … Un = Q/Сn. Напряжения на последовательно соединенных конденсаторах обратно пропорциональны их емкостям. Согласно второму закону Кирхгофа напряжение на выводах батареи n последовательно соединенных конденсаторов равно сумме напряжений на отдельных конденсаторах: U = U1 + U2 + U3 + … + Un,

№ слайда 24 или иначе 	Q/С = Q/С1 + Q/С2 + Q/С2 + Q/С3 + … + Q/Сn, 		где С – эквивалент
Описание слайда:

или иначе Q/С = Q/С1 + Q/С2 + Q/С2 + Q/С3 + … + Q/Сn, где С – эквивалентная емкость батареи конденсаторов. Отсюда 1/С = 1/С1 + 1/С2 + 1/С2 + 1/С3 + … + 1/Сn. При последовательном соединении конденсаторов величина, обратная эквивалентной емкости батареи конденсаторов, равна сумме величин, обратным емкостям отдельных конденсаторов батареи. Находим эквивалентную емкость: 1 1 С = ─── = ────────────── 1/C 1/С1 + 1/С2 + … + 1/ Сn

№ слайда 25 В частном случае, при последовательном соединении двух конденсаторов 1/С =
Описание слайда:

В частном случае, при последовательном соединении двух конденсаторов 1/С = 1/С1 + 1/С2, С = С1С2 / (С1 + С2). В другом частном случае, при последовательном соединении n конденсаторов с одинаковыми емкостями Сn, эквивалентная емкость батареи С = Сn/ n. Последовательное соединение конденсаторов применяют в том случае, когда необходимо иметь батарею, рассчитанную на большее рабочее напряжение, чем номинальное напряжение одного конденсатора батареи, или если необходимая емкость батареи конденсаторов меньше, чем емкость одного конденсатора.

№ слайда 26 5. Параллельное соединение конденсаторов 		Параллельное соединение конденсато
Описание слайда:

5. Параллельное соединение конденсаторов Параллельное соединение конденсаторов показано на рис. 10. Рис. 10. Параллельное соединение конденсаторов

№ слайда 27 Напряжение на конденсаторах емкостью С1, С2, С3, имеющих общие узлы А и Б,
Описание слайда:

Напряжение на конденсаторах емкостью С1, С2, С3, имеющих общие узлы А и Б, одно и то же, т.е. U1 = U2 = U3 = U. Заряды конденсаторов Q1 = C1U, Q2 = C2U, Q3 = C3U. Из рис. 10 видно, что при параллельном соединении заряд батареи параллельно соединенных конденсаторов равен сумме зарядов конденсаторов: Q = Q1 + Q2 + Q3 . Так как Q = CU = C1U + C2U + C3U, где С – эквивалентная емкость батареи конденсаторов, то С = С1 + С2 + С3. Эквивалентная емкость батареи конденсаторов при их параллельном соединении равна сумме емкостей конденсаторов.

№ слайда 28 Если параллельно соединены n конденсаторов с одинаковыми емкостями Cn, то э
Описание слайда:

Если параллельно соединены n конденсаторов с одинаковыми емкостями Cn, то эквивалентная емкость батареи конденсаторов: С = nСn. Параллельное соединение конденсаторов применяют, если нужна батарея с емкостью большей, чем емкость одного конденсатора, и с рабочим напряжением, равным номинальному напряжению каждого конденсатора.

№ слайда 29 6. Смешанное соединение конденсаторов 		Смешанное соединение конденсаторов пр
Описание слайда:

6. Смешанное соединение конденсаторов Смешанное соединение конденсаторов представляет сочетание их последовательного и параллельного соединений и рассчитывается по соответствующим формулам. Расчет смешанного соединения конденсаторов обычно выполняется методом свертывания, подобно тому, как производится расчет смешанного соединения резисторов.

№ слайда 30 Задача. Определить эквивалентную емкость и заряд батареи конденсаторов, схе
Описание слайда:

Задача. Определить эквивалентную емкость и заряд батареи конденсаторов, схема которого показана на рис. 11, а, если напряжение на входе цепи U = 100 В, а емкость конденсаторов соответственно равны: С1 = 4 мкФ, С2 = 6 мкФ, С3 = 7 мкФ, С4 = 8 мкФ. Решение. На схеме, на рис. 11, а конденсаторы С1 и С2, а также С3 и С4 соединены параллельно. Каждую из этих пар заменим эквивалентными конденсаторами с емкостями С5 и С6: С5 = С1 + С2 = 4 + 6 = 10 мкФ; С6 = С3 + С4 = 7 + 8 = 15 мкФ.

№ слайда 31  Рис. 11. Смешанное соединение конденсаторов
Описание слайда:

Рис. 11. Смешанное соединение конденсаторов

№ слайда 32 Следовательно, схему на рис. 11, а можно заменить эквивалентной схемой, пок
Описание слайда:

Следовательно, схему на рис. 11, а можно заменить эквивалентной схемой, показанной на рис. 11, б, где конденсаторы С5 и С6 соединены последовательно. Эквивалентная емкость батареи С = С5 С6 / (С5 + С6) = 10 ∙ 15 / (10 + 15) = 6 мкФ. Заряд батареи конденсаторов Q = CU = 6 ∙ 10-6 ∙ 100 = 6 ∙ 10-4 Кл.

№ слайда 33 Контрольные вопросы 	1. Какую величину называют электрической емкостью? В как
Описание слайда:

Контрольные вопросы 1. Какую величину называют электрической емкостью? В каких единицах ее измеряют? 2. Чему равна эквивалентная емкость цепи при последовательном соединении конденсаторов? 3. Как распределяются электрические напряжения на участках цепи при последовательном соединении конденсаторов? 4. Когда применяется последовательное и когда параллельное соединение конденсаторов? 5. Чему равна эквивалентная емкость цепи при параллельном соединении конденсаторов?

№ слайда 34 Задачи 	1. Определите расстояние между пластинами плоского воздушного конденс
Описание слайда:

Задачи 1. Определите расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора, если его емкость С = 17,7 пФ, площадь S = 1000 см2. 2. Три конденсатора с емкостями С1 = 12 мкФ, С2 = 20 мкФ, С3 = 30 мкФ соединены последовательно. Чему равна общая емкость? 3. Сколько конденсаторов с емкостью С = 20 мкФ каждый необходимо соединить последовательно, чтобы получить общую емкость 4 мкФ?

Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy



Автор
Дата добавления 30.08.2016
Раздел Другое
Подраздел Презентации
Просмотров152
Номер материала ДБ-170846
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

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