Condensateur à plaques

condensateur plat - simplification physique, a pris le début des premières études de l'électricité, qui est une structure dans laquelle les surfaces des électrodes sont en uniforme en tout point sont parallèles.

formule

Les gens recherchent des formules décrivant la capacité d'un condensateur plan. Lisez ci-dessous des faits intéressants et peu connus, les signes mathématiques secs sont également importants.

Capacité d'abord identifié Volta condensateur plat. En sa possession n'était pas encore la valeur - la différence de potentiel, appelée tension, mais intuitivement correcte scientifique a expliqué le phénomène. L'ampleur du nombre de charges, interprété comme la quantité d'atmosphère de fluide électrique - pas tout à fait raison, mais il semble être vrai. Selon condensateur plat de capacité de perspectives exprimé est le rapport du volume de fluide électrique accumulée à la différence des potentiels atmosphériques:

C = q / U.

La formule est applicable à tout condensateur, indépendamment de la structure. Reconnu comme universel. Spécialement conçu pour une capacité de formule condensateurs plats, exprimée en termes de propriétés de la matière diélectrique et les dimensions géométriques:

Dans cette formule, S représente des électrodes à travers la zone, qui est calculée comme le produit des parties, et d - indique la distance entre les électrodes. D'autres symboles - constante diélectrique (8.854 pF / m) et la constante diélectrique du matériau diélectrique. Les condensateurs électrolytiques ont une telle grande capacité pour cause: la solution est séparée de la couche d'oxyde de métal conducteur est extrêmement mince. Par conséquent, d est le minimum. Le seul point négatif - condensateurs électrolytiques polaires, ils ne peuvent être connectés au circuit à courant alternatif. A cet effet, sur l'anode ou la cathode, sont marqués d'un signe plus ou moins.

condensateurs plats sont rares aujourd'hui, il est surtout microscopique technologie à membrane, lesdites surfaces de course est considérée comme dominante. Tous les éléments actifs et passifs sont formés à travers un tamis pour former une sorte de film. inductances planes, des résistances et des condensateurs sont appliqués sous forme de pâtes conductrices.

Matériau dépend de la capacité diélectrique, chaque structure propre. On croit que le matériau amorphe est de dipôles non orienté, l'élastique fortifiée à leur place. Lorsqu'un champ électrique externe sont guidés de manière réversible le long des lignes de tension affaiblissement. En conséquence, la charge est accumulée jusqu'à ce que le processus s'arrête. Comme la puissance des électrodes dipôles retour à lieu, permettant un nouveau cycle de travail. Ainsi, il fonctionne un condensateur électrique plat.

de l'histoire

Tout d'abord commencé à explorer la grande accumulation de charge Alessandro Volta. Le rapport de la Royal Society en 1782 pour la première fois exprimé le condensateur de mot. Dans la compréhension Volts elektroforus représentant deux plaques parallèles, pompé à partir d'éther de fluide électrique.

Dans les temps anciens, toutes les connaissances est descendu à l'avis des scientifiques, si l'atmosphère de la Terre contient quelque chose qui ne les dispositifs définis. Électroscopes élémentaires assisté en mesure de déterminer le signe de la charge et son existence ne donne pas une indication du montant. Les scientifiques simplement frotté avec la surface du corps de fourrure et d'un plateau pour la recherche dans la zone d'influence du dispositif. Gilbert a montré que les interactions électriques et magnétiques deviennent plus faibles avec la distance. Les scientifiques savaient à peu près ce qu'il faut faire, mais les études n'ont pas progressé.

L'hypothèse de l'électricité atmosphérique proposée par Benjamin Franklin. Il a étudié activement la foudre et est venu à la conclusion que ce sont des manifestations de la même force unie. Le lancement d'un cerf-volant dans le ciel, il a mis en place un fil de soie de jouets au sol et regarda l'arc. Il est des expériences dangereuses, et Benjamin à plusieurs reprises risqué sa vie pour l'amour de la science. fil de soie conduit l'électricité statique - il est prouvé par Stephen Gray, d'abord réunis en 1732 un circuit électrique.

En 20 ans (1752), Benjamin Franklin a proposé la construction de la première tige de foudre, protection contre la foudre fait les bâtiments voisins. Il suffit de penser à ce sujet! - d'abord tout ce que j'attendais la maison brûle les chocs accidentels. Benjamin Franklin a proposé un type appelé charge positive (verre) et le second négatif (résine). Ainsi, les physiciens ont été induits en erreur quant à la véritable direction du mouvement électronique. Mais où entreprendra une opinion différente, alors qu'en 1802, basé sur l'expérience des Russes Petrova a vu que l'anode est formée fossa? Par conséquent, les particules de charge positive sont transférées à la cathode, mais en réalité il prouvé ions de plasma d'air.

Au début du volt étude des phénomènes électriques déjà connus, les charges statiques et le fait qu'ils ont les deux personnages. Les gens croyaient obstinément que le « fluide » est extrait de l'air. Cette idée a incité des expériences avec le frottement des cheveux d'ambre, non reproductible sous l'eau. Par conséquent, il est devenu logique de supposer que l'électricité peut se produire uniquement à partir de l'atmosphère de la Terre, qui, bien sûr, n'est pas vrai. Par exemple, de nombreuses solutions étudiées Humphrey Davy, conduire le courant électrique.

La raison est donc différent - en frottant la force de frottement ambre sous-marine diminué au cours des dizaines ou des centaines de fois, et la charge est dissipée par le volume de liquide. Par conséquent, inefficace que le processus. Aujourd'hui, chaque mineur sait que l'huile est électrisé par frottement contre la conduite sans air. Par conséquent, l'atmosphère du « fluide » est pas considéré comme une composante obligatoire.

Le plus grand condensateur de plaque dans le monde

Une telle interprétation systématique, mais est fondamentalement faux ont pas arrêté Volta sur le chemin de la recherche. Il a étudié dur elektroforus comme générateur parfaite du temps. Le second était un ballon de soufre Otto von Guericke a inventé un siècle plus tôt (1663). Sa conception a peu changé, mais après la découverte de Stephen responsable gris a commencé à décoller avec l'aide de guides. Par exemple, dans le peigne convertisseurs métal de machine électrostatique sont utilisés.

Pour un longtemps, les scientifiques se balançaient. machine électrostatique 1880 a le droit d'être considéré comme le premier générateur de décharge puissant vous permet d'obtenir un arc, mais la puissance réelle des électrons atteint au Van de Graaff (1929), où la différence de potentiel de l'unité Megavolt. A titre de comparaison - le nuage de tempête, selon Wikipedia, il détecte un potentiel par rapport à la terre dans les unités de gigavolt (trois ordres de grandeur plus élevé que dans la machine humaine).

En résumé, avec un certain degré de certitude dire que les processus naturels sont utilisés en tant que principe l'électrification d'action par le frottement, l'impact et d'autres types, et puissant cyclone est le plus grand de l'appartement connu condensateurs. La foudre montre ce qui se passe lorsque le diélectrique (l'atmosphère) ne peut pas résister à la différence de potentiel appliquée et les pauses. Exactement semblable se passe dans un condensateur plat, créé par l'homme, si la tension est excessive. Ventilation irréversible de diélectrique solide, et un arc électrique est souvent la cause d'électrodes de fusion et la répartition de la machine.

Elektroforus

Ainsi, Volta a l'étude des modèles de processus naturels. Elektroforus première apparition en 1762, conçu par Johann Karl Wilcke. Un appareil vraiment populaire devient après des rapports Volta Royal Society (milieu des années 70 du XVIIIe siècle). Volta a donné l'instrument le nom actuel.

Elektroforus capables d'accumuler une charge électrostatique formée par la pièce en caoutchouc de revêtement de friction. Il se compose de deux plans, des électrodes parallèles entre elles:

• Le fond est un mince morceau de caoutchouc. L'épaisseur choisie pour des raisons d'efficacité du dispositif. Si l'on choisit un morceau de solide, une partie importante de l'énergie sera accumulée dans le diélectrique sur l'orientation de ses molécules. Qui est célèbre dans le condensateur plat moderne où est placé le diélectrique pour augmenter elektroomkosti.
• La plaque supérieure d'acier mince est posée sur le dessus, lorsque la charge de friction déjà accumulés. En raison de l'influence de l'excès de charge négative est formée sur la surface supérieure sont éliminées sur l'interrupteur de mise à la terre, de sorte que, lorsque deux plaques désamarrage pas eu lieu une compensation mutuelle.

Le principe de fonctionnement du condensateur à plaques parallèles est déjà clair. Un opérateur frotte couche de caoutchouc, ce qui laisse une charge négative. Top morceau de métal est mis. En raison de la grande rugosité de surface ne sont pas en contact, mais sont espacées l'une de l'autre. En conséquence, l'influence du métal électrifié. Les électrons sont repoussés charge de surface en caoutchouc et aller au plan extérieur, où l'opérateur les retire par une légère touche momentanée mise à la terre.

Le fond de la plaque métallique reste chargé positivement. Lorsque désamarrage les deux surfaces, cet effet est conservé dans le matériau est observé déficit d'électrons. Et étincelle beaucoup, si vous touchez une plaque métallique. Cette expérience a permis sur un caoutchouc de charge unique prodelyvat des centaines de fois, sa surface résistance statique est extrêmement grande. Elle ne permet pas la charge de circuler. Démontrer expérience décrite, Volta a attiré l'attention du monde scientifique, mais les études ont pas bougé en avant, à l'exception des découvertes de Charles Coulomb.

En 1800, Alessandro donne une impulsion au développement de la recherche dans le domaine de l'électricité, a inventé la fameuse source d'énergie voltaïque.

La conception du condensateur plat

Elektroforus est construit à partir des premiers condensateurs planaires. Ses plaques sont capables de stocker seulement une charge statique, sinon il est impossible d'électrifier le caoutchouc. Surface extrêmement longs électrons magasins. Volta même suggéré de les retirer à travers un air ionisé flamme d'une bougie ou d'un rayonnement ultraviolet du soleil. Aujourd'hui, chaque élève sait que le phénomène se fait avec de l'eau. Cependant, elektroforus doivent ensuite sécher.

Dans le monde d'aujourd'hui, la plaque de fond est enduit de téflon ou en plastique. Ils sont bien gagnent la charge statique. Dielectric devient l'air. Pour aller à la construction d'un condenseur moderne, il faut à la fois fabriquer des plaques métalliques. Ensuite, en cas d'une électrification de charge se propager à la seconde, et si l'autre borne est mise à la terre, l'énergie stockée est stockée un certain temps.

les électrons de marge dépend du matériau diélectrique. Par exemple, on trouve parmi les condensateurs modernes:

1. Mica.
2. Air.
3. Électrolytiques (oxyde).
4. Céramique.

Au nom posé matériau diélectrique. La composition dépend directement de la capacité qui peut être augmentée à plusieurs reprises. Rôle expliqué ci-dessus diélectriques, leurs paramètres sont déterminés directement la structure de la matière. Cependant, de nombreux matériaux à haute performance, ne parviennent pas à utiliser en raison de leur incapacité. Par exemple, l'eau a une constante diélectrique élevée.