Condensatore a piastre

Piatto condensatore - semplificazione fisica, ha preso l'inizio dei primi studi di energia elettrica, che è una struttura in cui le superfici di elettrodo sono in uniforme in ogni punto sono paralleli.

formula

Le persone sono alla ricerca di formule che descrivono la capacità di un condensatore piano. Leggi di seguito i fatti interessanti e poco noti, a secco segni matematici sono importanti.

Prima identificato capacità condensatore piatto Volta. In suo possesso non era ancora il valore - la differenza di potenziale, chiamato di tensione, ma intuitivamente corretta scienziato ha spiegato il fenomeno. La grandezza del numero di cariche, interpretata come la quantità di atmosfera fluido elettrico - che non va, ma sembra essere vero. Secondo condensatore piatto capacità prospettiva espresso è il rapporto tra il volume di fluido elettrica accumulata alla differenza di potenziale atmosferici:

C = q / U.

La formula è applicabile a qualsiasi condensatore, indipendentemente dalla struttura. Riconosciuto come universale. Appositamente progettati per capacità condensatori piane formula, espressa in termini di proprietà del materiale dielettrico e le dimensioni geometriche:

In questa formula, S indica elettrodi attraverso l'area, che viene calcolato come il prodotto delle parti, e d - indica la distanza tra gli elettrodi. Altri simboli - costante dielettrica (8.854 pF / m) e la costante dielettrica del materiale dielettrico. condensatori elettrolitici hanno una grande capacità tale per una buona ragione: la soluzione viene separato dallo strato di ossido metallico conduttore è estremamente sottile. Quindi, d è il minimo. L'unico aspetto negativo - condensatori elettrolitici polari, non possono essere collegati al circuito AC. A tal fine, sulla anodo o catodo, sono contrassegnati con un segno più o meno.

condensatori piatti sono rari oggi, è soprattutto la tecnologia a membrana microscopico, ha detto superfici regata è dominante. Tutti gli elementi passivi e attivi sono formati attraverso uno schermo a formare una sorta di film. bobine piane, resistori e condensatori sono applicati in forma di paste conduttive.

Materiale dipende dalla capacità dielettrico, ogni propria struttura. Si ritiene che il materiale amorfo è di dipoli non orientate, il elasticamente fortificata nel loro posto. Quando un campo elettrico esterno sono reversibilmente guidati lungo le linee di indebolimento tensione. Come risultato, la carica si accumula fino a che il processo si ferma. Poiché la potenza di elettrodi dipoli tornare luogo, rendendo possibile un nuovo ciclo di lavoro. Quindi è operativo un condensatore elettrico piatta.

dalla storia

In primo luogo ha cominciato a esplorare il grande accumulo di carica Alessandro Volta. Il rapporto della Royal Society nel 1782 per la prima volta ha espresso la parola condensatore. Nella comprensione Volts elektroforus rappresentano due piastre parallele, pompata da fluido elettrico etere.

Nei tempi antichi, tutte le conoscenze è venuto giù il parere degli scienziati, se l'atmosfera terrestre contiene qualcosa che non è definito dispositivi. Frequentato elettroscopi elementari in grado di determinare il segno della carica e la sua esistenza non dà un'indicazione della quantità. Gli scienziati semplicemente strofinata con superficie corporea pelliccia e un vassoio per la ricerca nell'area di influenza del dispositivo. Gilbert ha dimostrato che le interazioni elettriche e magnetiche diventano più deboli con la distanza. Gli scienziati più o meno sapevano cosa fare, ma gli studi non hanno progredito.

L'ipotesi di elettricità atmosferica suggerito da Benjamin Franklin. Ha studiato attivamente un fulmine ed è giunto alla conclusione che queste sono manifestazioni della stessa forza unita. Il lancio di un aquilone in cielo, ha messo insieme un filo di seta giocattolo a terra e guardò l'arco. E 'pericolosi esperimenti, e Beniamino più volte rischiato la sua vita per il bene della scienza. filo di seta conduce l'elettricità statica - è provato da Stephen Gray, prima raccolti nel 1732 un circuito elettrico.

In 20 anni (1752), Benjamin Franklin proposto la costruzione del primo parafulmine, protezione contro i fulmini effettuato edifici vicini. Basti pensare a questo proposito! - prima di tutto mi aspettavo le ustioni casa da urti accidentali. Benjamin Franklin proposto un tipo chiamato carica positiva (vetro) e il secondo negativo (resina). Così i fisici sono stati indotti in errore circa la vera direzione del moto degli elettroni. Ma dove intraprenderà un parere diverso, quando nel 1802, sulla base dell'esperienza dei russi Petrova visto che l'anodo è formato fossa? Di conseguenza, le particelle di carica positiva vengono trasferiti al catodo, ma in realtà si è rivelato ioni plasma aria.

All'inizio dello studio volt fenomeni elettrici già noti, cariche statiche e il fatto che essi hanno i due caratteri. La gente ostinatamente credevano che il "fluido" viene preso dall'aria. Questa idea ha spinto esperimenti con strofinando i capelli color ambra, non riproducibili sotto l'acqua. Di conseguenza, è diventato logico supporre che l'energia elettrica può avvenire esclusivamente con l'atmosfera terrestre, che, naturalmente, non è vero. Ad esempio, molte soluzioni studiate Humphrey Davy, conduce corrente elettrica.

La ragione è quindi diversa - strofinando ambra subacqueo forza di attrito diminuito negli decine o centinaia di volte, e la carica viene dissipata dal volume di liquido. Pertanto, solo il processo inefficace. Oggi, ogni minatore sa che l'olio è elettrificata per attrito contro il tubo senza aria. Di conseguenza, l'atmosfera per il "fluido" non è considerato un componente obbligatoria.

Il più grande condensatore a piastre in tutto il mondo

Tale sistematica, ma è fondamentalmente errate interpretazioni non hanno smesso di Volta sul percorso di ricerca. Ha studiato duro elektroforus come perfetto generatore del tempo. Il secondo era una palla di zolfo Otto von Guericke ha inventato un secolo prima (1663). Il suo design è cambiato poco, ma dopo la scoperta di carica Stephen Grey ha cominciato a decollare con l'aiuto di guide. Ad esempio, nel metallo macchina elettrostatica vengono utilizzati pettine convertitori.

Per molto tempo gli scienziati sono stati oscillante. Elettrostatica macchina 1880 ha il diritto di essere considerato il primo generatore di scarico potente consente di ottenere un arco, ma il vero potere degli elettroni raggiunta nel Van de Graaff (1929), in cui la differenza di potenziale dell'unità Megavolt. Per confronto - la nube di tempesta, secondo Wikipedia, rileva il potenziale rispetto alla terra in unità gigavolt (tre ordini di grandezza superiore a quella della macchina umana).

In sintesi, con un certo grado di certezza dire che i processi naturali sono utilizzati come principio azione elettrificazione per attrito, impatto e di altri tipi, e potente ciclone è la più grande del conosciuto piatta condensatori. Fulmini mostra cosa accade quando il dielettrico (atmosfera) non può sopportare la differenza di potenziale applicata e si rompe. Esattamente simile accade in un condensatore piano, creata dall'uomo, se la tensione è eccessiva. Cedimento dielettrico solido irreversibile, e un arco elettrico è spesso causa di elettrodi di fusione e fermi macchina.

Elektroforus

Così, Volta intraprese lo studio di modelli di processi naturali. Elektroforus prima apparizione nel 1762, progettato da Johann Karl Wilcke. Un dispositivo veramente popolare diventa dopo che i rapporti Volta Royal Society (metà degli anni '70 del XVIII secolo). Volta ha dato lo strumento il nome attuale.

Elektroforus grado di accumulare una carica elettrostatica formata dal pezzo di gomma cappotto attrito. Si compone di due piano, elettrodi paralleli tra loro:

• Il fondo è un pezzo sottile di gomma. Lo spessore scelto per ragioni di efficienza del dispositivo. Se si sceglie un pezzo di solido, una parte significativa dell'energia sarà accumulata nel dielettrico all'orientamento delle sue molecole. Che si festeggia nella moderna condensatore piano in cui il dielettrico è collocato ad aumentare elektroomkosti.
• La piastra superiore di acciaio sottile è posto sulla parte superiore, quando la carica già accumulato attrito. A causa dell'influenza di eccesso di carica negativa è formata sulla superficie superiore vengono rimossi al sezionatore di terra, in modo che quando due piatti non undocking verificati compensazione reciproca.

Il principio di funzionamento del condensatore a piastre parallele è già chiaro. Un operatore strofina rivestimento in gomma, lasciando una carica negativa. Top pezzo di metallo viene messo. A causa della grande rugosità superficiale non sono in contatto, ma sono distanziati l'uno dall'altro. Di conseguenza, l'influenza del metallo elettrificato. Gli elettroni sono respinti carica superficiale gomma e vanno al piano esterno, dove l'operatore li elimina attraverso terra leggero tocco momentaneo.

Il fondo della piastra metallica rimane caricata positivamente. Scollegando le due superfici, questo effetto viene trattenuto nel materiale si osserva carenza di elettroni. E molto scintilla, se si tocca una lastra di metallo. Questa esperienza consentito una singola gomma carica prodelyvat centinaia di volte, la sua resistenza statica superficie è estremamente grande. Non permette la carica di fluire. Dimostrando esperimento descritto, Volta ha attirato l'attenzione del mondo scientifico, ma gli studi non si sono spostati in avanti, con l'eccezione delle scoperte di Charles Coulomb.

Nel 1800, Alessandro dà impulso allo sviluppo della ricerca nel campo dell'elettricità, ha inventato la famosa fonte di energia fotovoltaica.

Il disegno del condensatore piatta

Elektroforus è costruito da condensatori primi planari. Le sue piastre sono in grado di memorizzare solo una carica statica, altrimenti è impossibile elettrificare la gomma. Superficie memorizza estremamente lunghi elettroni. Volta anche suggerito di rimuoverli attraverso una radiazione ultravioletta aria o candela fiamma ionizzato dal sole. Oggi, ogni scolaro sa che il fenomeno è fatto con l'acqua. Tuttavia, elektroforus quindi bisogno di asciugare.

Nel mondo di oggi, la piastra inferiore è stato rivestito con Teflon o di plastica. Sono ben guadagnando carica statica. Dielettrica diventa l'aria. Per passare alla costruzione di un condensatore moderna, è necessario sia per fare piastre metalliche. Quindi, nel caso di una carica elettrificazione diffondersi al secondo, e se l'altro terminale è collegato a massa, l'energia immagazzinata viene memorizzato un certo tempo.

elettroni margine dipende dal materiale dielettrico. Ad esempio, si trovano tra i condensatori moderni:

1. Mica.
2. Air.
3. Elettrolitica (ossido).
4. Ceramica.

In nome di cui materiale dielettrico. La composizione dipende direttamente dalla capacità che può essere aumentato più volte. dielettrici ruolo spiegato sopra, i parametri vengono determinati direttamente la struttura della materia. Tuttavia, molti materiali ad alte prestazioni, non riescono a utilizzare a causa della loro incapacità. Ad esempio, l'acqua ha una elevata costante dielettrica.