Емкость Цилиндрического Конденсатора

Презентация на тему: Степанова Екатерина Николаевна доцент

Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Соединение конденсаторов

Конденсаторы состоят из двух или более близко расположенных друг к другу проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика (рис. 1), причем толщина слоя диэлектрика между проводниками значительно меньше размеров самих проводников.

Рис. 1

При небольших размерах конденсатор отличается значительной емкостью, не зависящей от наличия вблизи него других зарядов или проводников.

Обкладкам конденсатора сообщают одинаковые по модулю, но противоположные по знаку заряды, что способствует накоплению зарядов, так как разноименные заряды притягиваются и поэтому располагаются на внутренних поверхностях пластин.

Под зарядом конденсатора понимают заряд одной пластины.

Электроемкостью конденсатора называют физическую величину, численно равную отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками:

Поле плоского конденсатора можно рассматривать как совокупность полей двух бесконечных разноименно заряженных плоскостей (рис. 2, а и б). Напряженность поля (рис. 2, в) можно найти по принципу суперпозиции\[~E = 2E_1 = \frac{\sigma}{\varepsilon_0 \varepsilon}\] — напряженность поля конденсатора, где σ — поверхностная плотность заряда на обкладках конденсатора.

Рис. 2

Рассчитаем емкость плоского конденсатора.

Обозначим площадь одной обкладки S, расстояние между ними d. Так как \(~C = \frac qU\), q = σS , U = Ed, то \(~C = \frac{\sigma S}{Ed}\), где \(~E = \frac{\sigma}{\varepsilon_0 \varepsilon}\). Следовательно, емкость плоского конденсатора

Таким образом, емкость плоского конденсатора зависит от площади обкладок, расстояния между ними и диэлектрической проницаемости диэлектрика, заполняющего пространство между обкладками конденсатора, но не зависит от материала, из которого эти пластины изготовлены.

Конденсаторы можно классифицировать по следующим признакам и свойствам:

  1. по назначению — конденсаторы постоянной и переменной емкости;
  2. по форме обкладок различают конденсаторы плоские, сферические, цилиндрические и др.;
  3. по типу диэлектрика — воздушные, бумажные, слюдяные, керамические, электролитические и т.д.

Для получения необходимой емкости конденсаторы соединяют между собой в батареи, применяя при этом параллельное, последовательное и смешанное соединения.

При параллельном соединении конденсаторов одни обкладки всех конденсаторов соединяются в один узел, другие — в другой узел. Общий заряд равен алгебраической сумме зарядов каждой из обкладок отдельных конденсаторов (рис 3):

Рис. 3

Так как соединенные обкладки представляют собой один проводник, то потенциалы всех соединенных в один узел обкладок одинаковы и разность потенциалов между обкладками всех конденсаторов одинакова:

Так как q = CU, q1 = C1U, q2 = C2U, q3 = C3U, то \(~CU = C_1U + C_2U + C_3U \Rightarrow\)

Емкость батареи параллельно соединенных конденсаторов равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

Если параллельно соединяют n одинаковых конденсаторов, то

Рис. 4

Если между обкладками плоского конденсатора находятся два различных диэлектрика, причем первый занимает часть площади S1 а второй — часть площади S2 (например, воздушный конденсатор частично погружен в керосин (рис. 4)), то такую систему можно рассматривать как два параллельно соединенных конденсатора. Их общая емкость

Рис. 5

При последовательном соединении конденсаторов (рис. 5) потенциал соединенных между собой обкладок конденсаторов одинаков. Если сообщить одной из обкладок первого конденсатора заряд +q, то у второй обкладки будет заряд -q, у соседней обкладки второго конденсатора заряд +q и т.д. Следовательно,

Напряжение на батарее равно сумме напряжений на всех конденсаторах:

Так как \(~U = \frac qC\) ; \(~U_1 = \frac{q}{C_1}\) ; \(~U_2 = \frac{q}{C_2}\) ; \(~U_3 = \frac{q}{C_3}\) , то \(~\frac{q}{C} = \frac{q}{C_1} + \frac{q}{C_2} + \frac{q}{C_3} \Rightarrow\)

Возможно, вам понравится:

Мусоровоз КО-440-4Д (2010 г.)‪ шасси …
Мусоровоз КО-440-4Д (2010 г.)‪ шасси …
Мусоровоз Т1Н-12 на базе шасси МАЗ
Мусоровоз Т1Н-12 на базе шасси МАЗ
1 Мусоровоз КО-440-3 (2011 г.)‪ шасси …
1 Мусоровоз КО-440-3 (2011 г.)‪ шасси …

Acer Liquid S1 в продаже по цене 16 990 рублей  — Mobiltelefon.Ru
Компания позиционирует девайс как сочетание мощности планшета и компактных размеров смартфона с поддержкой двух SIM-карт по доступной цене – 16 990 рублей. acer s1. За такую .. Достойное время автономной работы должен обеспечить аккумулятор емкостью 2400 мАч. Acer.

Lenovo S930 — большой смартфон по маленькой цене  — iXBT.com
Lenovo S930. Разрешение камер равно 1,3 и 8 Мп. Список адаптеров представлен 802.11 b/g Wi-Fi и Bluetooth. Ёмкость аккумулятора составляет 3000 мА•ч, хотя некоторые источники указывают значение 2250 мА•ч, что выглядит достаточно сомнительно для аппарата таких размеров.

Похожие страницы: