Supero'tkazuvchilarga bog'langan qotishma uning sirtiga taqsimlanadi, shu sababli o'tkazgich ichidagi kuchlanish nolga teng bo'ladi. Supero'tkazuvchi bir xil zaryadni bildirsa, unda u konduktor yuzasiga tarqaladi. Shundan kelib chiqqan holda, dirijerning potentsiali u uchun zaryadga mos keladi:
q = Cf (12.49)
C nisbati koeffitsienti elektr quvvati deb ataladi:
Supero'tkazuvchilar elektr quvvati yoki o'tkazgich tizimlari - o'tkazuvchanlik tizimining elektr tokini to'plash qobiliyatini tavsiflovchi jismoniy miqdor.
Elektr quvvati birligi farad (f) dir.
Misol uchun, biz bir shar shakliga ega bo'lgan bitta o'tkazgichning elektr quvvatini hisoblaymiz. Elektrostatikaning potentsiali va kuchliligi o'rtasidagi munosabatni qo'llaymiz
(12.51)
R - bu sohaning radiusi.
Hisoblashda biz f ∞ = 0 deb hisoblaymiz. Soliter sohaning elektr quvvati tengligini olamiz
(12.52)
O'zaro munosabatlardan ko'rinib turganidek, elektr quvvati simobning geometriyasiga va muhitning nisbatan dielektrik sig'imiga bog'liq.
Kondansatkichlar
- dielektrik bilan ajratilgan ikki plastinkadan iborat bo'lib, ularning qalinligi plitalarning o'lchamlariga nisbatan kichik. Keyin elektr maydoni, kondansatkichda ishlaydigan harajatlar bilan yaratilgan, uning plitalari o'rtasida deyarli to'liq konsentratsiya qilinadi (12.33-rasm). Elektr quvvati kondansatör geometrisi va plitalar orasidagi bo'shliqni to'ldiruvchi vositaning dielektrik xususiyatlari bilan aniqlanadi.
Ijro etish shakli tekis, silindrsimon, sferik va qatlamli kondansativlarni ajrata oladi.
Yassi kondansatörler (ris. 12.34). Yassi kondansatörning elektr quvvati
(12.53)
(S - kondansatör plitasining maydoni, d - plitalar orasidagi masofa, e - plitalar orasidagi bo'shliqni to'ldiruvchi vositaning nisbiy dielektrik sig'imi).
(12.54)
(R1 va R2 eksenel tsilindrlarning radiusi, ℓ esa jenerator shiling uzunligi).
Sferik kondansatörler(fig.12.36) . Elektr kattalashtiruvchi sferik kondansatkich
(12.55)
(R2 va R1 - bu sohaning radiusi, e ga nisbatan nisbiy dielektrik sig'imi muhitlar orasidagi bo'shliqni to'ldirish).
Laminatsiyalangan kondansatörler. Laminatsiyalangan kondansatörün kapasitansı, ya'ni. qatlamlik dielektrikka ega bo'lgan kondansatör,
(12.56)
Kerakli elektr quvvatini olish uchun kondansatörler ulanadi batareyaga ulang. Ikkita kondansatör aloqasi mavjud: parallel va seriyali.
Bilan parallel tarkibi Kondansatörlerin jami batareya zaryad bor
q 
= q 1 + q 2 + q 3, lekin q 1 = U U Cu 1; q 2 = U UB C 2; q n = U AB C n, keyin q = U AB (C1 + C2 + ... + C n), qaerdan 
ya'ni,
Elektrotexnikada elektr qismlarini ulash uchun turli xil variantlar mavjud. Ayniqsa, kontaktlarning zanglashiga qarab, seriyali, parallel yoki aralash konnektorlar mavjud. Ularni ko'rib chiqaylik.
Parallel ulanish barcha plitalarning asl holatiga bog'liq elektr kondansatörleri tugma nuqtalariga qo'shilib, batareyalarni hosil qiling. Bunday holda, kondansatörlerin zaryadlash paytida, ularning har birida turli miqdorda elektr zaryad ega bo'ladi va shu bilan bir xil miqdorda energiya beriladi.
Parallel o'rnatish sxemasi
Parallel o'rnatish bilan quvvat, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha kondansatörlerin kondansatörlerine ko'ra hisoblanadi. Bunday holda, har bir alohida bipolyar elektron elementiga etkazib beriladigan elektr energiyasining miqdori har bir kondansatgichga mos keladigan energiya summasini yig'ib hisoblash mumkin. Shu tarzda bog'langan butun devor bir bipolyar hisoblangan.
C total = C 1 + C 2 + C 3
Sxema - saqlash qurilmalarida kuchlanish
Yulduz aloqasidan farqli o'laroq, barcha kondansatkichlarning plitalari bir xil kuchlanish bilan qo'llaniladi. Masalan, yuqoridagi diagrammada quyidagilarni ko'rib chiqamiz:
V AB = V C1 = V C2 = V C3 = 20 Volt
Bu erda faqat birinchi va oxirgi kondansatör aloqalari kalitlarga ulanadi.
O'chirish - ketma-ket o'chirib
Sxemaning asosiy xususiyati shundan iborat elektr energiyasi faqat bitta yo'nalishda o'tadi, ya'ni har bir kondansatkichda oqim bir xil bo'ladi. Bunday zanjirda, har bir haydovchi uchun imkoniyatlaridan qat'i nazar, uzatiladigan energiyaning teng ravishda to'planishi ta'minlanadi. Har birining navbatdagi va oldingi bilan aloqada bo'lishini tushunish kerak, ya'ni ketma-ket turdagi quvvati ulashgan haydovchining energiyasi bilan qayta tiklanishi mumkin degan ma'noni anglatadi.
Oqimning kondansatkichlarga ulanishiga bog'liqligini aks ettiruvchi formuladan quyidagi formula mavjud:
i = i c 1 = i c 2 = i c 3 = i c 4, ya'ni har bir kondansatörden o'tgan oqimlar bir-biriga tengdir.
Shuning uchun, hozirgi kuch faqat bir xil bo'ladi, balki elektr yuk. Formuladan foydalanib, bu quyidagilar:
Q total = Q 1 = Q 2 = Q 3
Va shu sababli, jami umumiy kapasitans tomonidan belgilangan ketma-ket ulanishi:
1 / C total = 1 / C 1 + 1 / C 2 + 1 / C 3
Video: kondansatkichlarni parallel va ketma-ket usul bilan qanday ulash kerak
Shuni yodda tutingki, turli kondansativlarni ulash uchun tarmoqning kuchlanishini hisobga olish kerak. Har bir yarim Supero'tkazuvchilar uchun bu raqam elementning hajmiga qarab farq qiladi. Buning sababi shundaki, yarimo'tkazgichli ikkita terminalli kichik quvvatli guruhlar zaryad olayotganda kattaroqlashadi va aksincha katta elektr quvvati kichikroq zaryadga muhtoj bo'ladi.
O'chirish: aralashgan kondansatör kuplajı
Bundan tashqari, ikki yoki undan ko'p kondansatör aralashmasi mavjud. Bu erda elektr energiyasi bir vaqtning o'zida elektrolitik hujayralarning parallel va ketma-ket ulanishi yordamida taqsimlanadi. Ushbu sxemada ikki terminalli tarmoqlarni yoyishning turli yo'nalishlarga ega bo'lgan bir nechta bo'limlari mavjud. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, bir parallel parallel ochiq, ikkinchisi esa - ketma-ket. Bunday elektr davri an'anaviylarga nisbatan bir qator afzalliklarga ega:
Elektr quvvati miqdori o'tkazgichlarning shakli va hajmiga, shuningdek, o'tkazgichlarni ajratuvchi dielektrikning xususiyatlariga bog'liq. Elektr kontsentratsiyasi (mahalliylashtirilgan) faqat ma'lum bir mintaqada joylashgan konduktorlar mavjud. Bunday tizimlar deyiladi kondansatörlerva kondanatorni tashkil etuvchi konstruktsiyalar chaqiriladi qoplamalar. Eng oddiy kondansatör plitalarning o'lchamlari bilan taqqoslaganda dielektrik qatlam bilan taqqoslaganda kichik masofada bir-biriga parallel ravishda o'rnatilgan ikki tekislikli plastinka tizimidir. Bunday kondansatör flat deyiladi. Bir samolyot kondansatörünün elektr maydoni asosan plitalar orasida joylashgan (4.6-rasm); Shu bilan birga, nisbatan zaif elektr maydoni ham plitalarning qirralari va atrofidagi kosmosda paydo bo'ladi tarqalishi maydoni. Bir qator muammolar tufayli taxminan sayyora maydonini e'tiborsiz qoldirib, tekis kondansatörning elektr maydonini uning plitalari o'rtasida to'liq konsentratsiyalashgan deb hisoblash mumkin (4.6.2-rasm). Biroq, boshqa vazifalarda, bekor maydonni hisobga olmaganda, katta xatolarga olib kelishi mumkin, chunki u mumkin bo'lgan tabiatni buzadi elektr maydoni (Qarang: § 4.4).
Yassi kondansatörün zaryadlangan plakalarının har biri sirt yaqinidagi elektr maydon hosil qiladi, ularning kuchi darajasi bilan ifoda etiladi (Qarang: § 4.3)
Vektor kondansatör va parallel ichkarida; Shuning uchun, umumiy maydon kuchining moduli
Shunday qilib, tekis bir kondansatörün elektr kapasitansı plitalar maydoni (plitalari) bilan to'g'ridan-to'g'ri orantılıdır va ular orasidagi masofaga teskari orantılıdır. Plitalar orasidagi bo'shliq dielektrik bilan to'ldirilgan bo'lsa, kondansatkichning quvvati e ga ko'payadi:
Kondansatkichlar konnektorli banklarni shakllantirish uchun bir-biriga ulanishi mumkin. Bilan parallel ulanishkondansatkichlar (4.6.3-rasm) kondansatkichlarda bir xil kuchlanishga ega: U1 = U2 = U, va yuklanishlar q1 = C1U va q2 = C2U. Bunday tizimni elektr quvvati sig'imining bir kondensatori deb hisoblash mumkin, u q = q1 + q2 zaryadini Uga teng plitalar orasidagi kuchlanish bilan zaryadlangan.
Yagona o'tkazgichning elektr quvvati (yoki shunchaki quvvati) qiymati deb nomlanadi
qaerda q - uning ayblovi φ - salohiyat.
Turli geometrik shakllar jismlarning elektr quvvatini hisoblash uchun formulalar 3-jadvalda keltirilgan.
3-jadval
|
To'g'rilangan tananing geometrik shakli |
C , F. | |
|
R radiusining yolg'iz to'pi |
bu erda e - to'p joylashtirilgan muhitning dielektrik sig'imi |
|
|
q ning plitalari birida zaryad bo'lsa, U = ph 1 - ph 2 plitalar orasidagi potentsial farqdir |
||
|
bu erda S - plastinka maydoni, e - dielektrik plitalar orasidagi bo'shliqni nisbatan dielektrik sig'imi, d - plitalar orasidagi masofa |
||
|
Sferik kondansatör |
R 1, R 2 sharsimon radius, e - dielektrlarning spherlar orasidagi bo'shliqni nisbatan dielektrik sobit |
|
|
R 1, R 2 silindrlarning radiusi, h - kondansatör uzunligi, e - silindrlar orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan dielektrikning nisbiy dielektrik sig'imi |
Kondensatorlarning ketma-ket va parallel ulanishini hisoblash uchun formulalar 4-jadvalda keltirilgan.
4-jadval
|
Seriyali ulanish |
Parallel ulanish |
|
|
|
|
C = C 1 + C 2 +… + C n . |
Elektr energiyasi zichligi:
U potensial farqi U ga zaryadlangan quvvatga ega S kondansatkichi energiyaga ega
Vazifa 1.Plitalar orasidagi masofa 5 mm bo'lgan yassi havo kondensatori 6 kV gacha bo'lishi mumkin. Kondensator plitasining maydoni 12,5 sm 2 ga teng, kondansatkich plitalari ikki tomonlama 1 sm masofaga ko'chiriladi:
kondensator kuchlanish manbaiga ulangan holda qoladi;
kondansatörün kengayishidan oldin, voltaj kaynağından ajratiladi.
a) kondansatörün kapasitesinin o'zgarishi;
b) elektrotlar maydonida zichlik oqimining o'zgarishi;
v) elektr maydonidagi massaviy energiya zichligi o'zgarishi.
Birinchi va ikkinchi holatlarda muammoni alohida hal qilamiz.
1-hodisa: kondensator kuchlanish manbaiga ulangan.
Berilgan: Qaroringiz:
1. Tushuntirish chizmasini oling
2. Bir oqim manbaiga ulangan kondansatkich plitalarini kengaytirishda plitalar orasidagi potentsial farq o'zgarmaydi va manba emfga teng bo'ladi.
keyinchalik kondansatör plitalari bir-biridan ajralib turganidek, kondansativning quvvati o'zgaradi, shuning uchun uning plitalari ustida quvvat va kondansatör maydon kuchlanishi o'zgaradi.
Bu keskinlik oqimining o'zgarishiga olib keladi:
shuningdek elektr maydonidagi energiyaning massaviy zichligini o'lchash uchun:
Formuladan (2) - (6) formuladan foydalanib, qiymatlar o'zgarishini aniqlash oson: elektrodlarning maydoni, elektr maydon energiyasining massaviy zichligi, quvvati, zichlik oqimi. Kapasitani d1 plitalari orasidagi masofani xarakterlovchi barcha qiymatlar "1" indikatori va "2" indikatori bilan d2 masofa bilan belgilanadi. Quyidagi hisob-kitob formulalarini olamiz:
(7) - (9) dagi sonlarni o'rnating va noma'lum miqdordagi qiymatlarni hisoblashni bajaring:
Ikkinchi holat: kondansatörün kengayishidan oldin, voltaj kaynağından ajratiladi.
Berilgan: Qaroringiz:
1. Tushuntirish chizmasini oling. 
Agar kondensatorning plitalari joriy manbadan uzilib qolsa, plitalardagi zaryadlar o'zgarmaydi:
(2); (3);(4);(5),
bu kondansatörün kapasitansını va shuning uchun plitalar orasidagi mumkin bo'lgan farqni o'zgartiradi. Kondensatorning elektr maydon kuchlanishi o'zgarmas:
Formuladan foydalanib (1) - (5), biz quyidagilarni yozamiz:
5. Elektr kattaligi () ning pasayishiga va plitalar () o'rtasidagi potentsial farqning oshishiga olib kelganda kondansatör plitalarini harakatlantirish. Zichlikdagi vektor oqimi va kondansativ energiyasining massaviy zichligi doimiy ravishda (). Kondensatorning elektr maydonining energiyasi (bir hil joy) ortadi (V 2 V1, V 2\u003e V 1). Energiyaning ko'tarilishi tashqi kuchlarning ajratish plitalari ustida ishlashiga bog'liq.
Vazifa 2.Agar ikkita dielektrik (13-rasm) zaryadlangan tekis kondensatorga o'rnatilgan bo'lsa, qanday o'zgarishlar yuz beradi?
Dielektrik xonani vertikal plomba plitalari bilan bajarish mumkin bo'lgan vaziyatni ko'rib chiqing.
1. Bunday kondansatör parallel ravishda bog'langan ikkita kondansatör batareyasi sifatida qaralishi mumkin (14-rasm).
Qaerda (1) va. (2)
Ushbu elektr quvvati ma'lum bir kondansatörle solishtiring.
Ushbu to'lg'azish bilan, elektr imkoniyati bir omil bilan ortadi.
2. Kondensatorlarda zaryadning qanday qayta taqsimlanishini aniqlang.
Dastlabki to'lov q 0 elektr zichligi ta'rifidan aniqlanadi.
Zaryadlangan kondansatör oqim manbaidan uzilib qolganligi sababli, zaryadni saqlash qonuniga ko'ra, bu zaryad q 0 ikkita kondansatör va ularning ustida bir xil voltaj o'rtasida qayta tarqatildi.
Dielektrik dielektrik kattaligi qanchalik katta bo'lsa, unda bu kondansatkich qancha katta bo'ladi.
3. Olingan kondansatör bankining elektr quvvati o'zgarishi sababli batareyada kuchlanish o'zgaradi.
Orqaga (3) va quyidagilarni qabul qiling:
.
Vaqti-vaqti bilan ortib boradi.
4. Kondensator bankidagi elektrostatik maydonning kuchi o'zgarib turishini ko'rib chiqing.
Dastlab, maydon kuchi quyidagicha:
,
.
Har ikki kondansatördeki yarim himoyachi kuchi bir xil va asl hollarda bo'ladi.
5. Har bir kondansatördeki zichlikli vektor oqimi o'zgaradi:
lekin dastlab, shuning uchun.
Vektorning oqimi vaqtlar ko'payadi.
Dala energiyasini taxmin qilaylik.
Dastlab elektr maydon energiyasining massaviy zichligi
Chunki Havo kondensatori o'rnatildi.
Keling, har bir kondansatörün energiya zichligi:
Umumiy energiya:
Elektr energiyasi, dielektriklarda polarizatsiyaga uchraydi.
Javob: jami energiya kuchayadi.
