Plattenkondensator

Flachkondensator - physikalische Vereinfachung hat der Beginn der frühen Studien von Strom genommen, die eine Struktur ist, wo die Elektrodenflächen an einer beliebigen Stelle in einheitlich sind parallel sind.

Formel

Menschen für Formeln suchen, um die Kapazität eines Kondensators Ebene beschreiben. Lesen Sie unten, interessante und wenig bekannte Fakten, sind trockene mathematische Zeichen ebenfalls wichtig.

Erste Kapazität flachen Kondensator Volta identifiziert. In seinem Besitz war noch nicht den Wert - die Potentialdifferenz, die so genannten Spannung, aber intuitiv richtig Wissenschaftler erklärten das Phänomen. Die Größe der Anzahl der Ladungen, interpretierte als die Menge der elektrischen Flüssigkeit Atmosphäre - nicht ganz richtig, aber es scheint, um wahr zu sein. stimmhaft Outlook Kapazität Flachkondensator nach ist das Verhältnis von Volumen des akkumulierten elektrischen Fluids zu der Differenz der atmosphärischen Potentiale:

C = Q / U.

Die Formel ist anwendbar auf jeden Kondensator, unabhängig von der Struktur. Anerkannt als universal. in Bezug auf die Eigenschaften des dielektrischen Materials und der geometrischen Abmessungen speziell für den Kapazitäts flachen Kondensatoren ausgelegt Formel, ausgedrückt:

In dieser Formel bezeichnet S Elektroden durch den Bereich, der als das Produkt der Parteien berechnet wird, und d - gibt den Abstand zwischen den Elektroden. Andere Symbole - Dielektrizitätskonstante (8.854 pF / m) und die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Materials. Elektrolytkondensatoren haben eine so große Kapazität aus gutem Grund: die Lösung aus dem leitfähigen Metalloxidschicht getrennt ist extrem dünn ist. Daher ist d das Minimum. Die einzigen negativen Punkt - polar-Elektrolyt-Kondensatoren, können sie nicht mit dem Wechselstromkreis angeschlossen werden. Zu diesem Zweck wird an der Anode oder Kathode, mit einem Plus- oder Minuszeichen gekennzeichnet.

Flachkondensatoren sind heute selten, ist es meist mikroskopisch kleine Membrantechnologie, die Laufflächen sind dominant betrachtet. Alle passiven und aktiven Elemente werden durch ein Sieb gebildet, um eine Art von Film zu bilden. Flache Induktoren, Widerstände und Kondensatoren werden in der Form von leitfähigen Pasten angewandt.

Material hängt von der dielektrischen Kapazität, jede eigene Struktur. Es wird angenommen, daß das amorphe Material aus nicht orientierten Dipolen ist, das elastisch in ihren Orten befestigt. Wenn ein externes elektrisches Feld entlang der Schwächungslinien Spannung reversierbar geführt. Als Ergebnis wird die Ladung angesammelt, bis der Vorgang beendet. Da die Leistung von Elektroden Dipole zurück zum Ort, so dass es möglich ein neuer Arbeitszyklus. So wird es einen flachen elektrischen Kondensator arbeitet.

aus der Geschichte

Zunächst begann die große Ansammlung von Ladung Alessandro Volta zu erkunden. Der Bericht der Royal Society im Jahr 1782 zum ersten Mal geäußert, das Wort Kondensator. In Verständnis Volts elektroforus, die zwei parallele Platten, aus Ether elektrischer Flüssigkeit gepumpt.

In der Antike kamen alle das Wissen um die Meinung von Wissenschaftlern nach unten, wenn die Atmosphäre der Erde etwas enthält, die Geräte, die nicht definiert ist. Besuchte den Grund Elektroskope Lage, das Vorzeichen der Ladung zu bestimmen und seine Existenz nicht einen Hinweis auf die Menge geben. Wissenschaftler gerieben einfach mit Fellkörperoberfläche und eine Schale für die Forschung auf dem Gebiet des Einflusses der Vorrichtung. Gilbert zeigte, dass die elektrischen und magnetischen Wechselwirkungen schwächer mit der Entfernung. Wissenschaftler wussten in etwa, was zu tun, aber Studien haben nicht fortgeschritten ist.

Die Hypothese der atmosphärischen Elektrizität von Benjamin Franklin vorgeschlagen. Er untersuchte aktiv Blitz und kam zu dem Schluss, dass diese Manifestationen derselben vereinigten Kraft sind. Starten eines Drachen in den Himmel, legte er ein Spielzeug Seidenfaden auf den Boden zusammen und sah den Lichtbogen. Es ist gefährlich, Experimente und Benjamin immer wieder sein Leben im Interesse der Wissenschaft aufs Spiel gesetzt. Seidenfaden leitet statische Elektrizität - sie wird von Stephen Gray bewiesen ist, zuerst im Jahr 1732 eine elektrische Schaltung gesammelt.

In 20 Jahren (1752) schlug Benjamin Franklin den Bau des ersten Blitzableiter, durchBlitzSchutz die nahe gelegenen Gebäude aus. Denken Sie daran! - vor allem erwartet, ich das Haus brennt vor Stößen. Benjamin Franklin vorgeschlagen, einen Typ genannt positive Ladung (Glas) und die zweite negative (Harz). So wurden die Physiker über die wahre Richtung der Elektronenbewegung die Irre geführt. Aber wo wird eine andere Meinung übernehmen, wenn im Jahr 1802, basierend auf den Erfahrungen der Russen Petrova sah, dass die Anode Fossa gebildet werden? Folglich werden die positiven Ladungspartikel zur Kathode übertragen, aber in Wirklichkeit erwies es sich als Luft-Plasma-Ionen.

Mit dem Beginn der Studie Volt elektrische Phänomene bereits bekannt, statischer Aufladungen und der Tatsache, dass sie die beiden Zeichen. Die Menschen glaubten, hartnäckig, dass die „Flüssigkeit“ aus der Luft entnommen wird. Diese Idee aufgefordert Experimente mit Bernstein Haar reiben, nicht reproduzierbar unter Wasser. Folglich wurde es logisch anzunehmen, dass der Strom ausschließlich aus der Atmosphäre der Erde kommen, die, natürlich, nicht wahr ist. Zum Beispiel untersuchten viele Lösungen Humphrey Davy, elektrischen Strom leiten.

Der Grund hierfür ist anders - durch eine verminderte amber unter Wasser Reibungskraft Reiben in den zehn oder hundert Mal, und die Ladung wird durch das Volumen der Flüssigkeit abgeführt. Daher wird nur der Prozess unwirksam. Heute weiß jeder Bergmann, dass Öl durch die Reibung gegen das Rohr ohne Luft ist elektrifiziert. Folglich wird die Atmosphäre für die „Fluid“ nicht zwingender Bestandteil betrachtet.

Der größte Plattenkondensator in der Welt

Eine solche systematische, ist aber grundlegend falsch Interpretationen aufgehört haben nicht Volta auf dem Forschungspfad. Er studierte hart elektroforus als perfekter Generator der Zeit. Das zweite war ein Ball von Schwefel Otto-von-Guericke ein Jahrhundert früher erfunden (1663). Das Design hat sich wenig geändert, aber nach der Entdeckung von Stephen Gray Ladung begann mit Hilfe von Führungen auszuziehen. Beispielsweise werden in der elektrostatischen Maschine Metallkamm-Wandler verwendet.

Für eine lange Zeit schwingen Wissenschaftler. Elektrostatische Maschine 1880 hat das Recht, den ersten leistungsstarke Entladung Generator betrachtet werden ermöglicht es Ihnen, einen Bogen zu erhalten, aber die wahre Macht der Elektronen in der Van-de-Graaff (1929) erreicht, wo die Potentialdifferenz der Einheit Megavolt. Zum Vergleich - die Sturmwolke nach Wikipedia, erkennt er Potential relativ zur Erde in gigavolt Einheiten (drei Größenordnung höher als in der Mensch-Maschine).

Zusammenfassend mit einem gewissen Grad an Sicherheit sagen, dass natürliche Prozesse als Prinzip verwendet werden, Aktion Elektrifizierung durch Reibung, Schlag und andere Arten und leistungsstarken Zyklon ist die größte der bekannten Flach Kondensatoren. Blitz zeigt, was passiert, wenn das Dielektrikum (die Atmosphäre) kann die angelegte Potentialdifferenz und bricht nicht standhalten. Genau Ähnliches geschieht in einem flachen Kondensator, durch den Menschen erzeugt, wenn die Spannung zu hoch ist. Bruchs irreversiblen fester Dielektrikum, und ein elektrischer Lichtbogen ist häufig die Ursache von Schmelzelektroden und Maschinenausfall.

Elektroforus

So nahm Volta das Studium der Modelle von natürlichen Prozessen auf. Elektroforus erschien erstmals im Jahre 1762, entworfen von Johann Karl Wilcke. Ein wirklich beliebtes Gerät wird nach Berichten Volta Royal Society (Mitte der 70er Jahre des XVIII Jahrhundert). Volta hat das Gerät den aktuellen Namen.

Elektroforus fähig Akkumulieren eine elektrostatische Ladung durch die Reibung coat Gummistück gebildet. Es besteht aus zwei ebenen, zueinander parallelen Elektroden:

• Der Boden ist ein dünnes Stück Gummi. Die Dicke aus Gründen der Effizienz der Vorrichtung gewählt. Wenn wir ein Stück von festen, bedeutenden Teil der Energie wird akkumuliert in dem Dielektrikum auf der Orientierung seiner Moleküle wählen. Das ist in dem modernen flachen Kondensator gefeiert, wo das Dielektrikum platziert elektroomkosti zu erhöhen.
• Die obere Platte aus dünnem Stahl ist auf der Oberseite gelegt, wenn die Ladungsreibung bereits akkumuliert. Durch den Einfluss von überschüssiger negativer Ladung auf der oberen Oberfläche gebildet ist, auf dem Erdungsschalter entfernt wird, so dass, wenn zwei Platten Abdocken nicht gegenseitige Kompensation aufgetreten ist.

Das Funktionsprinzip des Parallelplattenkondensators ist bereits klar. Ein Bediener reibt Gummimantel, eine negative Ladung zu verlassen. Top Stück Metall setzen. Aufgrund der Rauhigkeit großen Oberfläche in Kontakt ist, aber nicht die voneinander beabstandet ist. Als Ergebnis der Einfluss des elektrifizierten Metall. Die Elektronen werden Gummioberflächenladung abgestoßen und gehen auf die externe Ebene, wo der Fahrer sich durch Erdung leichte momentane Berührung entfernt.

Die Unterseite der Metallplatte bleibt positiv geladen. Wenn die beiden Oberflächen Abdocken, wird dieser Effekt in dem Material zurückgehalten wird, Mangel an Elektronen beobachtet. Und viel Funken, wenn Sie eine Metallplatte berühren. Diese Erfahrung mit einer einzigen Ladung Gummi erlaubt prodelyvat hunderte Male, seine Oberfläche statische Festigkeit extrem groß ist. Es erlaubt nicht die Ladung fließen kann. Demonstrieren beschriebenen Experiment, zog Volta die Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Welt, aber Studien haben nach vorne nicht bewegt, mit Ausnahme von den Entdeckungen von Charles Coulomb.

Im Jahr 1800, Alessandro Impulse für die Entwicklung der Forschung auf dem Gebiet der Elektrizität gibt, erfand die berühmte Volta'sche Stromquelle.

Das Design des flachen Kondensators

Elektroforus ist aus ersten planaren Kondensatoren aufgebaut. Seine Platten sind in der Lage nur eine statische Ladung zu speichern, andernfalls ist es unmöglich, den Gummi elektrifizieren. Oberfläche extrem lange speichert Elektronen. Volta sogar vorgeschlagen, sie durch eine Kerzenflamme ionisierte Luft oder UV-Strahlung der Sonne zu entfernen. Heute jedes Schulkind weiß, dass das Phänomen mit Wasser durchgeführt wird. Allerdings müssen elektroforus dann trocknen.

In der heutigen Welt, wurde die Bodenplatte mit Teflon oder Kunststoff beschichtet. Sie gewinnen auch statische Aufladung. Dielektrikum wird Luft. Um zum Bau eines modernen Kondensator zu gehen, dann müssen die Metallplatten zu machen. Dann, im Falle einer Ladung Elektrifizierung auf die zweite verteilt, und wenn der andere Anschluss geerdet ist, wird die gespeicherte Energie eine bestimmte Zeit gespeichert.

Margin Elektronen hängt von dem dielektrischen Material. Zum Beispiel werden unter den modernen Kondensatoren gefunden:

1. Mica.
2. Air.
3. Elektrolytische (Oxid).
4. Keramik.

Im Namen dielektrischen Material gelegt. Die Zusammensetzung hängt direkt von der Kapazität, die ein Vielfaches erhöht werden kann. Role Dielektrika oben erläutert, deren Parameter direkt die Struktur der Materie bestimmt. Allerdings scheitern viele Materialien mit hohen Leistung, die wegen ihrer Untauglichkeit zu verwenden. Beispielsweise Wasser hat eine hohe Dielektrizitätskonstante.