Laboratoriya ishlari №2.1.
Kondensatorni zaryad qilish va tushirish jarayonlarini o'rganish
Ishning maqsadi:
1. Kondensatorni zaryad qilish va tushirish jarayoni bilan tanishib chiqing;
2. Kondensatorning quvvati qiymatini eksperimental ravishda aniqlang.
Uskunalar:
1. MUK-EM1 modulli ta'lim kompleksi;
2. GN1 kuchlanishli generator;
3. SZ-EM01 o'quv mashg'ulotlari bilan shug'ullanish;
OTsL2 osiloskopi;
5. Supero'tkazuvchilar to'plami.
QISQA TARBIYASI
Kondenser- element elektr davri ochiq oqimpul yig'ish uchun. Agar boshqa organ uning qarama-qarshi belgisi bilan ayblanayotgan bo'lsa, aybdor organning salohiyatini qisqartirish xususiyati qo'llaniladi. Kondensator - ikki izolyatsiya qilingan metall konstruktsiyalar tizimi, ular orasida dielektrik mavjud. Supero'tkazuvchilar o'zlariga kondansatör plitalari deyiladi. Plitalar konfiguratsiyasiga qarab farqlanadi:
a) yassi kondansatör -ikki tekis parallel metall plitalar tizimi Shar biri Plitalar oralig'i l ularning chiziqli o'lchamlaridan ancha kichikroq. Bunday holda, plitalar orasidagi maydon tekis hisoblanadi va chekkasidagi maydonning buzilishi e'tiborsiz bo'lishi mumkin (1-rasm);
Shakl. 1.
Elektr maydoni to'g'ri kondensator
b) sferik kondansatör,plitalari ikkita kontsentratsiyali sharsimon;
c) silindrsimon kondansatkichuning plitalari ikki koaksiyal tsilindr.
Kondansatör plitalari boshqa shaklga ega bo'lishi mumkin.
Kondansatörün asosiy parametresi, uning elektr quvvati C. Plitalar orasidagi potensial farqi 1 V bo'lsa, kondansatör plitalarining birida tutilishi mumkin bo'lgan zaryad tomonidan belgilanadi:
qaerda S - plitalar maydoni g - plitalar orasidagi masofa, e - dielektrik sig'imi Plitalar orasidagi moddalar - elektr sobit.
Sharsimon kondansatkich uchun
Silindr kondensator uchun
| (5) |
qaerda L - Koaksiyal tsilindrlarning uzunligi, R.va r - Ichki va tashqi tsilindrlarning radiusi.
Kondensatorning ikkinchi muhim parametri dielektrik kuchdir, ya'ni kondansatör uchun mo'ljallangan maksimal kuchlanishdir. Quvvat asosan plitalar orasidagi dielektrik qatlam qalinligi bilan aniqlanadi. Biroq, bu qalinlik qancha ko'p bo'lsa, kondansatörün hajmi va massasi qanchalik katta. Bunga qo'shimcha ravishda, kondansatör, tercihen minimal issiqlik koeffisiyenti (TKE) va dielektrik yo'qotish teğetsel tg d (yoki 1 / tg d sifat faktor) bilan karakterize qilinadi.
Bu qiymat o'zgaruvchan oqim o'tishi bilan kondansatordagi issiqlikni chiqarilishini hisobga oladi. Bu imkon qadar imkon qadar kam bo'lishi kerak.
Bir kondansatörün xususiyatlari, asosan, dielektrik tomonidan belgilanadi. Kondansatörler havo (vakuum), qog'oz, mika, keramika, floroplastik (teflon), ferroelektrik va boshqalar bo'lishi mumkin. Ko'pincha kondansatör ikki dielektrik (2) a). Metall kino kondansatkichlarida nozik bir dielektrik chiziq ustiga nozik bir qatlam puflanadi. Keyinchalik kasetlarda rulonga o'raladi va joylashadi metall quti. Odatiy texnik qog'oz kondansatörü bir-biridan izolyatsiya qilingan va parafin bilan ishlangan qog'ozli bantlar bilan himoyalangan sumkada ikkita chiziqdan iborat. Chiziqlar va chiziqlar kichik paketlarga mahkam berkitilgan.
Boshqa turdagi kondansatörler mavjud. Radio muhandislikida keng foydalaniladi o'zgaruvchan kondansatörler.O'zgaruvchan kondansatkichlarda bir plastinka (yoki plitalar guruhi) boshqa plastinkaga (plitalar guruhi, 2-rasm b) nisbatan joy o'zgartiriladi. Yassi kondansatör (1) hajmi bilan formulasida, S (ma'lum bir kondansatör uchun) - plitalar maydoni emas, balki plitalarning o'zaro faoliyat qismi. Shuning uchun, plitalarning nisbatan o'zgarishi bilan kapasitans o'zgaradi. Dielektrik ko'pincha havo. Uchun havo kondensatori plitalar bir-biriga, shuning uchun masofaga tegmasligi kerak g plitalar orasidagi bo'shliqlar kichik bo'ladi. Natijada, o'zgarmaydigan havo kondensatorining quvvati odatda 600 pF dan oshmaydi. Plitalar orasidagi quvvati oshirish yoki kondansatör hajmini kamaytirish uchun floroplastik nozik bir film yotadi. Keyin plitalar bir-biriga qarama-qarshi bosilib, ularning bir-biriga nisbatan toymasligi mumkin. Kapasitenin ma'lum bir qonunga ko'ra o'zgarishi uchun (doğrusal, kvadratik, teskari kvadrat) harakatlanuvchi plitalar maxsus shaklga ega. Yarim o'zgarmaydigan keramik kondansatkichlar odatda kichik quvvatga ega; ular sxemalarda ishlatiladi. Imkoniyatlarni o'zgartirish uchun yuqori qismini pastki qismga tornavida bilan almashtirishingiz kerak (2-rasm, ning).
Elektrolitik kondansatörler yuqorida muhokama qilinganidan ko'ra ko'proq imkoniyatlar mavjud. Ularning apparati qog'oz yoki kino kondansatörlerine o'xshaydi (1-rasm, a) , lekin metall bantlar o'rtasida izolyatsiyalovchi qog'oz o'rniga, gözenekli qog'oz iletken bir eritma (elektrolit) bilan emprenye qilinadi va eng nozik oksidi qatlami elektrodlardan birini qamrab oladi (2-shakl, D). Bunday kondansatör polardir. Bu faqat rasmda ko'rsatilgandek energiya berilishi mumkin. Polarizatsiya kuzatilmasa, elektrolitlar natijasida kislorod oksid qatlamini tark etadi. Bu qavat nozikroq bo'ladi va yo'l beradi. Shu sababli, elektrolitik kondansatörler muqobil kuchlanish davrlarida mavjud emas. Ko'pincha ular yumshatuvchi filtrlarga, tuzatish moslamalariga joylashtiriladi .
Polarizatsiyani bartaraf etishga nisbatan sezgir emas oksid kondansatkichlari elektrolitlarsiz, bu erda metall qatlam oksid qatlamining tepasida joylashgan - ikkinchi elektrod (1-rasm). Elektrolitik va oksidi kondansatkichlarini ishlab chiqarish uchun alyuminiy oksidli qatlam bilan qoplangan alyuminiy folga ishlatiladi. Endi tantal, titan yoki niobiydan ham foydalaning.
2-rasm.
Kondansatkichni joylashtirish: ( a - qurilma qog'oz kondansatörü; b - o'zgaruvchan kondansatör; in - trimmer seramika kondansatörü ; g - elektrolitik kondansatör: 1 , 2 - metall elektrodlar, 3 - elektrolitlar, 4 - oksidli qatlam; d - oksid kondansatör)
Maxsus joyni nonlineer bo'lmagan kondansatörler, ya'ni zaryad va salohiyat bir-biriga mutanosib bo'lgan kondansatörlerle egalladi. Boshqacha aytganda, formulada Q = CU koeffitsienti Bilan birga ishlatiladigan voltajning funksiyasi: C (U). Lineer bo'lmagan kondansatörler o'z ichiga oladi varikondlar va varikaplarVarikondlar kondensator bo'lib, unda dielektrik sifatida juda yuqori dielektrik siqilish e (10-3 -104 gacha) bo'lgan seramika ferroelektriklar ishlatiladi, bu esa kondansativning kompaktligini ta'minlaydi. Varikond nazorat ostida kondansatör, uning hajmi nazorat qilish voltajının kattaligiga bog'liq U. Zanjirlarda ishlatiladi. avtomatik sozlash. Shu bilan birga, e ga va nisbatan katta yo'qotishlar haroratiga bog'liqligi varikondlarning qo'llanilish doirasini cheklaydi.
Turli xil quvvatlarning kondansatgichlari batareyalarga ikki yo'nalishda ulanishi mumkin izchil ravishda(3-rasm, a) parallel(3-rasm, b). Bunday batareyalarning umumiy elektr quvvati deyiladi mos keladigan elektr quvvati.Kondensatorlarni bir-biriga ulashning turli usullari bilan ular o'rtasidagi to'lovlar va ularning potentsiallari boshqacha taqsimlanadi.
Elektr zichligi. Kondansatkichning sig'imiAsosiy fikrlar va nisbat
1. Coulomb qonuni
F = Q 1 ⋅ Q 2 4 p e a ⋅ R 2, (1)
F - ayblovlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirning kuchi;
Q. 1 va Q. 2 - nuqta to'lovlari;
R. - ular orasidagi masofa;
ε a - o'rtacha mutlaq dielektrik sig'imi, teng ε 0 · ε r;
ε r - nisbatan dielektrik sig'imi;
e 0 = 1 4 p ⋅ s 2 ⋅ 10 - 7 ≈ 8,85418782 10-12 F m - elektr simi .
2. Tension elektrostatik maydon nuqta zaryadlari Q. masofada R. undan
E = Q 4 p ⋅ e a ⋅ R 2. (2)
Plitalar orasidagi har qanday nuqtada maydon qobiliyati to'g'ri kondensator qirralardan uzoqda joylashgan
bu erda g - kondansatör plitalari orasidagi masofa, U - kuchlanish.
r chiziqli zichlikka ega bo'lgan cheksiz uzunlikdagi eksa bo'yicha τ
E = t 2 p ⋅ e a ⋅ r. (4)
Masofadagi masofa r o'qdan silindrli kondansatör (r 1 <r < r 2)
E = U r ⋅ ln r 2 r 1, (5)
bu erda U - Kondansativ kuchlanishi, r 1 va r
Masofadagi masofa R. markazdan sferik kondansatör (R. 1 < R. < R. 2)
E = U ⋅ R 1 ⋅ R 2 R 2 ⋅ (R 2 - R 1), (6)
bu erda U - Kondansativ kuchlanishi, R. 1 va R. 2 - kondansativning ichki va tashqi radiusi.
3. Vektor elektr yondirish
D → = e a ⋅ E →. (7)
4. Umumiy ibora kondansatör kapasitans
Yassi kondansatkichning hajmi
C = e a ⋅ S d = e r ⋅ e 0 ⋅ S d, (9)
Silindrsimon kondansatkichli sig'im a
C = 2 p ⋅ e a ⋅ ln r 2 r 1, (10)
C = 4 p ⋅ e a ⋅ R1 ⋅ R2R2 - R1, (11)
Ikki chiziqli sig'imning hajmi
C = p e a ⋅ l ln [D 2 a + (D 2a) 2 - 1], (12)
bu erda l - chiziq uzunligi, D - simlar oqlari orasidagi masofa, a - simlarning radiusi.
Bitta simi liniyasi hajmi
C = 2 p ⋅ e a ⋅ l ln [h a + (h a) 2 - 1], (13)
bu erda l - chiziq uzunligi, h - yer ustidagi tel suspenziyasining balandligi, a - telning radiusi.
5. Qachon kondansatkichlarning parallel ulanishi Bilan birga 1 , Bilan birga 2 , ..., Bilan birga n o'xshash imkoniyatlar tengdir
C = C1 + C2 + ... + C n = 2 k = 1 n C k. (14)
Bilan birga seriyali kondansatörler mos keladigan imkoniyatlar formuladan aniqlanadi
1 C = 1 C 1 + 1 C 2 + ... + 1 S n = 2 k = 1 n 1 S k. (15)
Ikki kishi uchun seriyali ekvivalent quvvat bilan bog'langan kondansatörler yuqoriga ko'tarildi
C = C1 ⋅ C2 C1 + C2, (16)
va individual kondansatörler orasidagi kuchlanishlar ularning kondansativlariga teskari nisbatda taqsimlanadi.
U 1 = U = C2 C1 + C2; U 2 = U ⋅ C 1 C 1 + C 2. (17)
6. Kondensatorning elektrostatik maydon energiyasi
W = C ⋅ U 2 2 = Q ⋅ U 2 = Q 2 2 S (18)
Elektrostatikaning o'ziga xos energiyasi (dielektrik birlik hajmiga) quyidagicha ifodalanadi
w = d W d V = E ⋅ D 2 = e a ⋅ E 2 2. (19)
Elektrostatik maydonning umumiy energiyasi konkayatorning barcha dielektrik hajmiga nisbatan o'ziga xos energiya qiymatining ajralmas qismi bilan ifodalanadi.
W = ∫ V e a ⋅ E 2 2 d V (20)
7. To'lovlarni taqsimlashni hisoblash manbalari bo'lgan murakkab davrlarda e. g. va kondansatkichlar ikki qonun bo'yicha tenglamalar hosil qilish yo'li bilan ishlab chiqariladi:
1) elektr energiyasini tejash to'g'risidagi qonunda (elektr zaryadini saqlash qonuni): bir tugunga bog'langan va energiya manbaiga bog'lanmagan kondansativ plitalaridagi yig'imlarning algebraik summasi ushbu plitalardagi birikmalarni oldindan qo'shib qo'yilgandan oldingi summaning algebraik yig'indisiga teng bo'ladi:
S Q = 2 Q '. (21)
2) Kirchhoff ikkinchi qonuniga ko'ra: algebraik sume. g. yopiq devredeyken, kontaktlarning zanglashiga olib, shu jumladan, ichiga kirgan kondansatörlerin algebraik yig'indisiga tengdir:
K k = 1 n E k = 2 k = 1 n U C k = 2 k = 1 n Q q S k. (22)
Mashqlar va vazifalar
Vazifa 1. 500 dan 1500 pF gacha o'zgaruvchan kondansatör mavjud. Minimal o'zgaruvchan tok sig'imiga ega bo'lgan qo'shimcha kondansatörlarni qanday sarflash kerakligini va unga mos keladigan quvvati 100 dan 250 pF gacha o'zgarib turishini aniqlang.
Javob: 125 - 300 pF, parallel ravishda yoqing.
Vazifa 2. Miko dielektrikli tekis kondensatorning sig'imi 44,3 pF dir. Har bir kondansatör plastinka maydoni 25 sm 2, plitalar orasidagi masofa 3 mm.
Mixenin nisbiy dielektrik sxemasi nima? Ushbu kondensatorning qaysi maksimal voltajda ishlay olishi mumkinligini aniqlash uchun, soqitning 80 kV / mm ga teng bo'lakchasining taqsimlash kuchlanishini hisobga olib, uning uch baravar xavfsizligi marjasi mavjud.
Kondansatör plitalari orasidagi potentsial o'zgarishlarning grafigini chizish.
Javob: ε r = 6; U maxs = 80 kV; mumkin bo'lgan tomchining grafasi tenglama bilan tortiladi φ = U· (1 - x /g) Bu erda U - musbat zaryadlangan plastinkaning potensiali, kondansativ kuchlanishiga teng, g - plitalar orasidagi masofa, x - musbat kondansatör plakasına o'zgaruvchan masofa.
Vazifa 3. Ko'p plastinka kondansatgichni (1-rasm) tashkil topganligini isbotlang n bir xil plitalar, maydon S ikkita qo'shni plastinka orasidagi masofa bilan gdielektrik bilan, mutlaq dielektrik sobit bo'lgan ε imkoniyatlar teng
C = e a ⋅ S ⋅ (n - 1) g.
Staniol qatlamlarini, har bir sohani qanchalik zarurligini hisoblang S Dielektrik parafinlangan qog'ozga ega bo'lish sharti bilan 0,5 mikrorollagacha bo'lgan ko'p plastinka kondansatkichni olish uchun 40 sm ε r = 1,8) qalinligi 0,05 mm.
Javob: 393 sahifa.
Vazifa 4. Yassi qatlamli kondansatör (2-rasm), har bir plastinka yuzasi S = 12 sm 2 ga teng bo'lgan dielektrik tarkibida mika ( ε r 1 = 6) qalinligi g 1 = 0,3 mm va shisha ( ε r 2 = 7) qalin g 2 = 0.4 mm.
Miko va shisha penetratsion kuchlanishlari mos ravishda tengdir E 1 = 77 kV / mm, E 2 = 36 kV / mm.
Zaifroq qatlam uchun er-xotin elektr kuchlanish marjinini hisobga olgan holda, uni ishga tushirish mumkin bo'lgan kondansatör quvvati va cheklangan kuchlanishni hisoblang.
Biznes
Laminatsiyalangan kondansativning teng quvvati ikki ketma-ketlikda bog'langan kondansativlarning quvvati sifatida tavsiflanadi.
C = C1 ⋅ C2 C1 + C2 = e a 1 ⋅ S d 1 ⋅ e a 2 ⋅ S d 2 e a 1 ⋅ S d 1 + e a 2 ⋅ S d 2 = e a 1 ⋅ e a 2 ⋅ S e a 1 ⋅ d 2 + e a 2 d 1.
Bu erda raqamli qadriyatlar o'rnini almashtirish ε a 1 = ε 0 ε r 1 va ε a 2 = ε 0 ε r 2, biz olamiz
C = e 0 ⋅ e r 1 ⋅ e r 2 ⋅ S e r 1 ⋅ d 2 + e r 2 ⋅ d 1 = 8.85 10 - 12 6 ⋅ 7 12 ⋅ 10 - 4 6 ⋅ 0.4 ⋅ 10 - 3 + 7 ⋅ 0,3 ⋅ 10 - 3 = 99 ⋅ 10-12 F.
Katmanli kondansatgichga ulangan umumiy kuchlanishni aniqlang U prkondansatörün miqdori teng bo'ladi
Q. = C· U pr.
Har bir qatlamdagi stresslar teng bo'ladi.
U 1 = Q S 1 = C ⋅ U p a 1 ⋅ S d 1 = a 2 ⋅ d 1 e a 1 ⋅ d 2 + e a 2 ⋅ d 1 ⋅ U p p; U 2 = Q C 2 = C ⋅ U r a a 2 ⋅ S d 2 = a a 1 ⋅ d 2 e a 1 ⋅ d 2 + e a 2 ⋅ d 1 ⋅ U p p.
Har bir qavatdagi elektrostatik maydonning kuchi
E 1 = U 1 d 1 = e e 2 e a 1 ⋅ d 2 + e a 2 ⋅ d 1 ⋅ U p; E 2 = U 2 d 2 = e a 1 e a 1 ⋅ d 2 + e a 2 ⋅ d 1 ⋅ U "n p.
Bu erda U "np - Birinchi qatlamning zarb qilingan kondansatörüne bog'liq bo'lgan umumiy kuchlanish, a U "" np - ikkinchi qatlamning buzilishi sodir bo'lgan umumiy voltaj.
Biz oxirgi ifodadan topamiz
U p p = E 1 ⋅ e a 1 ⋅ d 2 + e a 2 ⋅ d 1 e a 2 = 49,5 kV; U "p p = E 2 ⋅ e a 1 ⋅ d 2 + e a 2 ⋅ d 1 e a 1 = 27,0 k.
Shunday qilib, zaif qatlam ikkinchi; shartlarga ko'ra, unga ikki tomonlama xavfsizlik chegarasini olib qo'ysak, kondansatörün, kuchlanish teng bo'lgan voltaj uchun
27,0 kV / 2 = 13,5 kV.
Vazifa 5. 1 km koaksial kabelning 2,6 / 9,4 turdagi quvvatini hisoblang. Ushbu kabelda izolyatsiyalash polietilen yuvish mashinalarida ( ε r = 2.2) qalinligi a = 2.2 mm muntazam ravishda joylashtirilgan b = 25 mm, shasharlar orasidagi qolgan bo'shliq havo bilan to'ldirilgan (3-rasm). Yadro diametri g = 2.6 mm, tashqi simning ichki diametri D = 9,4 mm.
Eslatma. Kabelning sig'imi uning alohida bo'limlari parallel ravishda bog'langanligi asosida hisoblanishi mumkin.
Javob: 48 · 10 -9 F / km = 48 nF / km.
Vazifa 6. SRG markasining qo'rg'oshin qopqog'ida kauchuk izolyatsiyalashtirilgan bitta yadroli elektr kabeli 25 mm 2 o'tkazgichning bir kesimiga ega. Kabel yalıtımındaki eng yuqori elektrostatik olgan kuchi 6 kV / mm'den oshmasligi ma'lum. Agar yadro va niqob orasidagi kabelni sinovdan o'tkazishda 10 kV kuchlanish bo'lsa, rezina izolyatsiyalash qatlamining qalinligini aniqlang.
Bolal yadrosi salohiyatini hisobga olsak U = 10 kV, kabel markazidagi masofaga qarab kabelning dielektrik qismidagi potensial pasayish grafigini yaratadi.
Javob: 2.25 mm. Grafik (r) = U ⋅ ln r 2 r ln r 2 r 1 tenglamasi bilan tuzilgan.
Vazifa 7. Silindrli kondansatör uzoq l = 5 sm ikki qatlamli dielektrga ega (4-rasm).
Ichki radius r 1 = 1 sm, tashqi - r 2 = 3 sm, dielektrik qatlamlarini ajratish radiusi r 3 = 1,5 sm Nisbiy dielektrik o'tkazuvchanlik: ichki izolyatsiya qatlami ε r 1 = 2, tashqi makon ε r 2 = 4.
Kondensatorning quvvatini hisoblab oling va har bir qatlamdagi kuchlanish va potensial egri chiziqlarini, agar kondansatör kuchlanish ostida bo'lsa U = 2 kV.
Eslatma. Gauss teoremasi yordamida, qatlamlarning har birida elektrostatikaning maydoni kuchli bo'ladi
E 1 = t 2 p ⋅ e a 1 ⋅ r; E 2 = t 2 p ⋅ e a 2 ⋅ r,
qaerda τ - Lineer zaryad zichligi (kondansatkichning birlik uzunligiga zaryad). Keyin kondansatör plitalari orasidagi voltaj formulalar bilan hisoblab chiqiladi
U = ∫ r 1 r 3 E 1 d r + ∫ r 3 r 2 E 2 d r.
Shuning uchun lineer zaryad zichligi aniqlanadi.
t = 2 p ⋅ U 1 e a 1 l r r r 1 + 1 h a 2 l r 2 r 3.
Kondansatörün kapasitansı, formulalar (8) bilan hisoblanadi. Portlash φ Birinchi dielektrik qatlamning mintaqadagi har qanday nuqtasida r 3 > r > r 1) ifodadan aniqlanadi
ph r 1 - ph 1 = ∫ r 1 r E 1 d r,
va salohiyati φ Ikkinchi qatlamning har qanday nuqtasida r 2 > r > r 3) dielektrik ifodadan hisoblangan
ph r 2 - ph 2 = ∫ r 2 r E 2 d r.
Eng yangi formulalar φ r 1 = U - ichki kondansatör plakasının salohiyati, φ r 2 - dielektrik interfeysida potensial. Tashqi qobiq yerga joylashgan: φ 2 (r 2) = 0.
C = 2 p ⋅ l 1 e a 1 ln r 3 r 1 + 1 e a 2 ln r 2 r 3; E 1 (r) = U r ⋅ (l r r r 1 + e a 1 e a 2 l r 2 r 3); E 2 (r) = U r ⋅ (a a 2 a e 1 ln r 3 r 1 + l r r 2 r 3); ph 1 (r) = U ⋅ (1 - ln r r 1 rn 3 r 1 + e a 1 e a 2 ln r 2 r 3); ph 2 (r) = U ⋅ e a 1 e a 2 ln r 2 r ln r 3 r 1 + e a 1 e a 2 ln r 2 r 3.
Silindrsimon kondensator ikkita koaksiyal tsilindrni R1 va R2 radiuslari va dielektrik sobit elektron bilan dielektrik bo'lgan balandlikdan iborat (32-rasm).
Plitalar orasidagi elektr maydonini hisoblash uchun Gauss teoremasini tasodifiy radiusning silindrsimon yuzasiga qo'llang (R1< R > R 2). Bunday holda biz radial simmetriya tufayli vektorning tanlangan silindrning so'nggi yuzasi bo'ylab oqimi nolga teng va maydon kuchi faqat R radiusiga bog'liq
Bu yerdan
bu erda Q - kondansatör plitalari ustida ishlaydigan quvvat. Biz kuchlanish va salohiyat o'rtasidagi bog'dan foydalanamiz 
. (34). Biz integratsiyalashamiz 
yoki (35)
Formuladan (38) biz silindrsimon kondansatörning hajmini topamiz
. (36)
Ishning tugashi -
Ushbu mavzu quyidagilardir:
Atomdan tirik hujayradagi moddalarning jismoniy va kimyoviy xususiyatlari asosan elektr kuchlari bilan bog'liq ... Elektr ... Elektrostatik ... Masalan, O'rta va Vakuum Havo Kerosin Suv ...
Agar siz ushbu mavzu bo'yicha qo'shimcha ma'lumotga muhtoj bo'lsangiz yoki siz izlayotgan narsalarni topa olmagan bo'lsangiz, ma'lumotlar bazasidan qidirishni tavsiya etamiz:
Agar ushbu material siz uchun foydali bo'lsa, uni ijtimoiy tarmoqlar sahifasida saqlashingiz mumkin:
| Dushanba |
Heterojen zanjirlar
Oqimning doimiy oqimi tashqi kuchlar tomonidan ta'minlangan elektr inshoatiga n deyiladi
Vakuumda magnit maydon
Elektrostatik maydon statsionar to'lovlar yaqinida paydo bo'ladi. To'lovlar harakati (elektr oqimining oqimi) yangi moddaning paydo bo'lishiga olib keladi - magnit maydon. Bu kishi
Magnit indüksiyon vektor aylanishi
Elektrostatikaga o'xshab, yopiq kontur bo'ylab vektor aylanishi tushunchasi aniqlanadi.
Oddiy magnit maydonning oqimi
Ampere qonunini bir tekis magnit maydonda oqim bilan to'rtburchaklar aylanaga qo'llang. Qisqichbaqasimon kuchlar "a"
Aniq bo'lmagan magnit maydonda oqim davri
Agar oqim bilan kontakt elektron bo'lmagan magnit maydonda bo'lsa, turli kuchlar uning turli qismlarida harakat qiladi
Radiatli magnit maydonda oqim mavjud
Formuladan (37) va (38) formuladan kelib chiqqan holda, yagona magnit maydonda oqim bilan ishlaydigan momentning maksimal moment
Elektr motorlar
23-rasmda magnit qutblarining tanlangan yo'nalishi va oqimning oqimi yo'nalishi bo'yicha tork "biz tomonga" yo'naltiriladi, ya'ni devorni soatga qarshi yo'naltirishga harakat qiladi
Magnit maydonning ishlashi
Agar magnit maydon tomonidan oqim bilan o'tkazuvchanlikda ishlaydigan amper kuchi uni harakatga keltirsa
Moddalarning magnitlanishi
Magnit maydondagi turli moddalar magnitlangan, ya'ni ular magnit momentga ega va magnit maydonlarining o'zlari bo'ladilar. Olingan magnit maydon maydonlarning yig'indisidir
Dia-, pul- va ferromagnetika va ularni qo'llash.
Atomning magnit momentida bir nechta komponent mavjud
Diamagnetika
Ba'zi atomlar (Cu, Au, Zn va boshqalar) orbital va aylanish momentlari bir-biriga bartaraf etilgan va atomning magnit momenti teng bo'lgan bunday strukturaning elektron qavatiga ega
Paramagnetika
Al, Mn, Os va boshqalar kabi atomlarning atomlari umumiy orbital moment uchun, ya'ni tashqi maydon bo'lmasa, o'zlarining magnit momentlariga ega emaslar. Termal
Ferromagnetika va ularni qo'llash
Magnit o'tkazuvchanlik yuzlab va hatto millionlab birlikka etgan moddalar,
Elektromagnit induktsiya
Elektrni ishlab chiqarishning zamonaviy usuli 1831 yilda Faraday tomonidan kashf etilgan elektromagnit induktsiya jismoniy hodisasidir. Zamonaviy energiya tobora ortib bormoqda.
Elektromagnit induktsiya hodisasi
Elektromagnit induksiyaning mohiyatini va ushbu hodisaga olib keladigan tamoyillarni ko'rib chiqing. Supero'tkazuvchilar 1-2 magnit maydonda tezlik bilan harakatlanishini taxmin qilamiz
Elektr generatori
Faraday qonuni tabiatning asosiy qonunlarini anglatadi va energiya tejash qonunining natijasidir. Bu muhandislikda, xususan, generatorlarda keng qo'llaniladi. Asosiy soat
Self-indüksiyon
Elektromagnit induktsiya hodisasi elektronlarning magnit oqimi o'zgarganida kuzatiladi. Xususan, magnit oqim elektronning o'zida oqayotgan oqim tomonidan yaratiladi. Shuning uchun ham
İndüktans davrlarida o'tish davri
İndüktans va qarshilik o'z ichiga olgan bir kontaktni ko'rib chiqaylik (shakl 44). Boshlang'ich holatida S tugmasi neytral holatidadir. T vaqtida bo'lsin
O'zaro indüksiyon. Transformator
O'zaro indüksiyon fenomeni, elektromagnit induksiya fenomenining alohida holidir. Ikki tomonga buriling
Maksvell tenglamalari
XIX asrning o'rtalariga kelib elektr va magnitlanish bo'yicha ko'plab eksperimental dalillar to'plangan. Bunga bebaho hissa qo'shgan M. Faraday, ijodiy muvaffaqiyatlarning avj nuqtasi
Magnit maydon energiyasi
Magnit maydonning energiyasini hisoblang. Buni amalga oshirish uchun indüktans bilan davr ichidagi joriy manbai hisoblab chiqamiz. Ohm qonuniga ko'ra, bunday davrda oqimni o'rnatishda iR = e mavjud
Vortex elektr maydoni
Faraday qonuniga ko'ra, elektromagnit induktsiya magnit maydonda harakat qiladigan bir davrda, magnit oqim o'zgarish tezligiga proportsional bo'ladi.
Bias oqimi
J. Maksvellning bevosita gipotezasi bo'yicha o'zgaruvchan magnit maydon o'zgaruvchan elektr maydon hosil qiladi. Maksvellning teskari farazida shunday deyilgan
Maksvell tenglamalari
1860-65 yillarda Maksvell Maksvell tenglamalari tizimi tomonidan tasvirlangan yagona elektromagnit maydon nazariyasini ishlab chiqdi
Yassi kondansatatorning plitalari zaryadlashini + Q. va - Q.. Plitalardagi zaryad zichligi bir xil bo'ladi va kondensatorda paydo bo'ladigan yagona elektr maydonining intensivligi (2.17 ga qarang):
Elektr maydonida kuch va salohiyatning o'zaro bog'liqligini foydalanib, biz kondansatör plitalari bo'yicha potentsial farqni hisoblaymiz:
Bu nisbat bizga to'g'ri kondansatörning hajmini aniqlash imkonini beradi
(4.7)
Ushbu kondansatörün hajmi, plakalarının maydoni bilan to'g'ridan-to'g'ri orantılıdır ( S) va masofaga teskari proportsional ( g) orasida.
Plitalar orasidagi potentsial farq, ularning orasidagi maydonning bir xil ekanligini taxmin qilinsa, hisoblab chiqilgan. Natijada (4.7) bir ma'noda idealizatsiya degan ma'noni anglatadi. Biz maydonning chekka distrofitsiyasini e'tiborsiz qoldirib, to'g'ri kondansatörning sig'imini hisobladik.
Bunday kondansatör plitalari radiusli ikki kontsentratsion sohadir R. 1 va R. 2 (rasm 4.10, b).
Oxirgi ma'ruza yordamida sferik kondansatkich plitalari orasidagi potentsial farqlar aniqlandi. Kondensatorning zaryadi bilan mutanosibligi aniqlandi (3.27 ga qarang).
Sferik kondansatör uchun to'lovning potentsial farqi bilan nisbati bo'yicha belgilash imkoniyati quyidagi qiymatga teng bo'ladi
Ushbu natija sferik kondansatörün hajmini, sohaning hajmiga bog'liq ekanligini ko'rsatadi ( R. 1 va R. 2) va bo'shliqning kattaligi bo'yicha g (g = R. 1 – R. 2) ular orasida.
Qizig'i shundaki, etarli darajada kichik bo'shliq bilan gqachon R. 1 " R. 2 = R.Quyidagi kabi sferik kondansatörün hajmini yozishingiz mumkin:
Ammo 4p R. 2 = S - sohaning sirt maydoni. Shuning uchun
va sferik kondansatörün hajmi "munosib" tekis kondensator imkoniyatlariga tengdir.
Silindrsimon kondensatorning plitalari (+ q) va (- q) (4.11-rasm). Plitalar orasidagi maydon kuchini hisoblang. Buning uchun radiusning silindr shaklida Gauss yopiq yuzasini tanlang R. 1 < r < R. 2 va baland l. Chegara ta'sirini e'tiborsiz qoldiradigan (!) Gauss teoremasining tengligini yozamiz
So'nggi tenglikdan biz shunday xulosaga kelamiz
Endi, elektr maydonining kuch-qudrati va potentsiali munosabatlaridan foydalanib, biz silindrsimon kondansatör plitalari orasidagi potentsial farqni hisoblaymiz
Boshqa kondansatörlerdek bo'lgani kabi, silindrsimon kondansatördeki plitalar ustidagi mumkin bo'lgan o'zgarish zaryadga mutanosib chiqdi. q. Shuning uchun, ma'lum bir silindrsimon kondansatörün hajmi, faqat bu kondansatörün hajmiga bog'liq sobit bo'lgan qiymatdir.
