Од почетка студије струје одлучитепитање његове акумулације и очувања било је могуће само 1745. Евалд Јурген вон Клеист и Петер ван Мусцхенбруцк. Уређај створен у холандском Леидену омогућио је акумулирање електричне енергије и употребу по потреби.
Леиден банка - прототип кондензатора. Његова употреба у физичким експериментима гурнула је проучавање електричне енергије далеко напред, што је омогућило стварање прототипа електричне струје.
Шта је кондензатор
Прикупити електрични набој и електричну енергију -главна сврха кондензатора. То је типично систем од два изолована проводника што ближе један другом. Простор између проводника испуњен је диелектриком. Набој акумулиран на проводницима је изабран да буде супротан. Својство супротних наелектрисања да се привлаче доприноси његовом већем накупљању. Диелектрик има двоструку улогу: што је већа диелектрична константа, то је већи електрични капацитет, набоји не могу да савладају препреку и да се неутралишу.
Електрични капацитет је главна физичка величина која карактерише способност кондензатора да акумулира наелектрисање. Проводници се називају плочама, електрично поље кондензатора је концентрисано између њих.
Енергија наелектрисаног кондензатора, највероватније, треба да зависи од његовог капацитета.
Електрични капацитет
Енергетски потенцијал омогућава употребу кондензатора (великог електричног капацитета). Енергија наелектрисаног кондензатора користи се када је потребно применити краткотрајни импулс струје.
Од којих вредности зависи електрични капацитет?Процес пуњења кондензатора започиње повезивањем његових плоча са половима извора струје. Набој акумулиран на једној плочи (чија је вредност к) узима се као наелектрисање кондензатора. Електрично поље концентрисано између плоча има потенцијалну разлику У.
Електрични капацитет (Ц) зависи од количине електричне енергије концентрисане на један проводник и напона поља: Ц = к / У.
Ова вредност се мери у Ф (фарадима).
Капацитет читаве Земље не може се упоредити са капацитетом кондензатора, што је приближно величине бележнице. Нагомилани снажни набој се може користити у технологији.
Међутим, акумулирајте неограничену количинуне постоји могућност струје на плочама. Када напон порасте до максималне вредности, може доћи до слома кондензатора. Плоче су неутралисане, што може оштетити уређај. У овом случају, енергија напуњеног кондензатора у потпуности се троши на његово загревање.
Енергетска вредност
Грејање кондензатора настаје уследтрансформација енергије електричног поља у унутрашње. Способност кондензатора да обавља посао померања наелектрисања указује на присуство довољног снабдевања електричном енергијом. Да бисте утврдили колика је енергија наелектрисаног кондензатора, размотрите процес његовог пражњења. Под дејством електричног поља напона У, набој величине к тече са једне плоче на другу. По дефиницији, рад поља једнак је умножку разлике потенцијала на износ наелектрисања: А = кУ. Овај однос важи само за константну вредност напона, али у процесу пражњења на плочама кондензатора постепено се смањује на нулу. Да бисмо избегли забуну, узмимо његову просечну вредност У / 2.
Из формуле електричног капацитета имамо: к = ЦУ.
Отуда се енергија наелектрисаног кондензатора може одредити формулом:
В = ЦУ2/ 2.
Видимо да је његова вредност већа, што су већи електрични капацитет и напон. Да бисмо одговорили на питање чему је једнака енергија наелектрисаног кондензатора, обратимо се њиховим сортама.
Врсте кондензатора
Пошто је енергија електричног поља,концентрисан унутар кондензатора, директно је повезан са његовим капацитетом, а рад кондензатора зависи од њихових дизајнерских карактеристика, користе се разне врсте складишта.
- По облику плоча: равне, цилиндричне, сферне итд.
- Променом капацитета:константе (капацитет се не мења), променљиве (мењајући физичка својства, мењамо капацитет), подешавање. Промена капацитивности може се извршити променом температуре, механичког или електричног напрезања. Електрични капацитет кондензатора тримера мења се променом површине плоча.
- По типу диелектрика: гас, течни, са чврстим диелектриком.
- По врсти диелектрика: стакло, папир, лискун, метал-папир, керамика, танкослојни филмови различитих композиција.
Остале врсте се разликују у зависности од врсте.кондензатори. Енергија наелектрисаног кондензатора зависи од својстава диелектрика. Главна величина се назива диелектрична константа. Електрични капацитет му је директно пропорционалан.
Плоснати кондензатор
Размотрите најједноставнији уређај за сакупљање електричног наелектрисања - равни кондензатор. То је физички систем две паралелне плоче, између којих се налази диелектрични слој.
Облик плоча може бити или правоугаони илиокругли. Ако постоји потреба за добијањем променљивог капацитета, тада је уобичајено да се плоче узимају у облику полудискова. Ротација једне плоче у односу на другу доводи до промене површине плоча.
Претпоставићемо да је површина једне плоче једнакаС, претпоставља се да је растојање између плоча д, диелектрична константа пунила је ε. Електрични капацитет таквог система зависи само од геометрије кондензатора.
С = εε0С / д.
Енергија равног кондензатора
Видимо да је капацитивност кондензатора директно пропорционална укупној површини једне плоче и обрнуто пропорционална растојању између њих. Коефицијент пропорционалности - електрична константа ε0... Повећање диелектричне константедиелектрик ће повећати електрични капацитет. Смањивање површине плоча омогућава вам да добијете тример кондензаторе. Енергија електричног поља наелектрисаног кондензатора зависи од његових геометријских параметара.
Користимо формулу за израчунавање: В = ЦУ2/ 2.
Одређивање енергије напуњеног кондензатора равног облика врши се према формули:
В = εε0С У2/(2д).
Коришћење кондензатора
Способност кондензатора да несметано прикупљају електрични набој и довољно брзо га одају користи се у различитим областима технологије.
Веза са индукторима вам омогућава да креирате осцилаторна кола, струјне филтере, повратне кругове.
Лампе, пушке за омамљивање, у којимаскоро тренутно пражњење, користите способност кондензатора да створи снажан струјни импулс. Кондензатор се пуни из извора једносмерне струје. Сам кондензатор делује као елемент који прекида струјно коло. Пражњење у супротном смеру се јавља кроз лампу ниског омског отпора скоро тренутно. У пиштољу за омамљивање, овај елемент је људско тело.
Кондензатор или батерија
Способност задржавања акумулиранапуњење даје дивну прилику да га користите као уређај за складиштење информација или складиште енергије. У радиотехници, ово својство се широко користи.
Замените батерију, нажалост кондензатор нијеу стању, јер има посебност да се испразни. Акумулирана енергија не прелази неколико стотина џула. Батерија може да складишти велику количину електричне енергије на дуже време и практично без губитака.
