Par uzlādētu kondensators enerģija - ir darbs pavadīja viņa maksas.
no vēstures
Pirmais kondensators tiek uzskatīts par Leidenes trauks. Tas izstrādāts patstāvīgi reiz divi zinātnieki:
- Ewald Georg von Kleista (1745 gada 11. oktobrī).
- Pieter van Musschenbroek (1745 - 1746 gadiem).
Divus gadu desmitus vēlāk gaisma parādījās elektroforus (1762), ko uzskata par pirmo plakana kondensatora. Tad nebija termini, iekasēt uzglabāšanas jautājumus maz interesē. Zinātnieki vēl jautri dod statisko elektrību. Piemēram, van Pieter van Musschenbroek piedzīvoja Leidenes trauks pārāk vērienīgu students, kad viņš izrādījās viena puse paralizēta elektriskais lādiņš.
Zinātne negāja uz priekšu, lai gan pasaulē, tai skaitā Bendžamins Franklins, vai spiežot lokomotīvi. Pašreizējā attīstības stadijā fizikas sākās ar Alessandro Volta. Zinātnieks izrādījās piesaista un interesanti dizaina elektroforusa. Rīvēta gumijas varētu bezgalīgi uzlādēts metāla plāksni. Tolaik tā bija pieņemts, ka elektroenerģija tiek nodota ar šķidrumiem no atmosfēras, un Volta domāja līdzīgi. Redzot, ka elektroforus spēj uzglabāt uzlādes zinātnieks nolēma saskaitīt.
Koncepcija par Volta
Kā zinātnieks piezīmes, kas jau 1778. gadā viņš ieguva ieskatu potenciālu starpības, ko viņš sauc par spriedzi - spriedze. Kopš 1775 Volta ievēro kapacitātes konceptu - capacita, pagarināja savu skolotāju Beccaria. Volta jau zina, ka elektroforus spēj uzkrāt maksas, zvani ierīce kondensators, un nolemj apstiprināt teoriju praksē. Pretējā gadījumā - lai atrastu attiecības sprieguma, jaudas un tilpuma (quantita) maksas.
Volta sākās ar Leidenes trauks. Viņš iekasē to no statiskā ģeneratora un mēģināja noteikt enerģijas kondensatora trīs veidos:
- Novērots iegūst dzirksts elektriskā loka ar dažādiem dizaina Leidenas burkas iekasē ar tādu pašu spriegumu.
- Mēra apjomu elektrostatiskā ģeneratori berzes darbu līdz Elektrometram rādījumu neauga līdz noteiktam līmenim.
- Novadītais Leidenes trauks ārā un mēģināja salīdzināt tos ražo elektrošoku pēc laika.
Viss iepriekš minētais ir novedusi zinātniekus dīvaini secinājumiem, ka augstā Leidenes trauks ietilpīgs (saskaņā ar identiskiem skvēros elektrodiem un citiem nosacījumiem ir vienādi). Tas ir iespējams, ir saistīta ar ātrumu loka izlādes gaisā atšķirību dēļ izliekuma virsmām. Volta izlādes spēks saistīts ar elektrisko strāvu ātrāk plūstoša šķidruma, jo karstāks (pēc sajūtas) efektu. Tā rezultātā, Volta atrada to, ka vienīgā iespējamā atšķirība definē procesu rašanos šoks. Viņš nolēma, ka pieļaujamais spriegums mēra divos veidos:
- Pēc apjoma statiskās maksas ģeneratora ātrumu.
- Salīdzinot efektu elektriskā šoka Izpildot Leidenes trauks laikā.
Volta atklāja, ka uzlādes Leidenes trauks tukšs pilna, šoks ir divreiz mazāk. Lēni (1782), Volta nonāca pie secinājuma, ka minētie lielumi attiecas uz otru: spriedzes x jaudu ~ slodze, jo mūsdienu pasaule izskatās U C = q vai C = q / U.
Volta secināja, ka kapacitāte ir lielāka, ja zemākā sprieguma turēt lielāku maksas. Seko secinājumu, ka summa uzkrātā šķidruma ir tieši proporcionāls jomā plāksnēm plaknē kondensators. Kura ir saskaņā ar pašreizējām formulas. Volta apkopotas zināšanas, lai patvaļīgi diriģents (eksperimentēja ar stieņi Leidenas burkās). Ar dažādu attālumu starp plāksnēm, konstatēja šādi:
C ~ S / d.
Kas ir faktiski izpausme kapacitātes plaknē kondensators. Volta izskaidrot ar klātbūtnē atkarību rezistenci (rezistences) starp elektrodiem, kas nozīmē gaisu. Mainot attālumu, šis iestatījums izdodas variēt abos virzienos. Tas ir nedaudz pretrunā ar mūsdienu koncepcijām, bet Volta palīdzēja George Omu pēc 40 gadiem, lai attiecības starp pašreizējo un sprieguma.
Faktiski, Mērījums tiek veikts, pamatojoties uz darba lauka, piemīt tikai pateicoties iekasēt kondensators. Ir skaidrs, ka minētā enerģētiskā vērtība ir - viens no pirmajiem fiziskajiem parametriem, ko izmanto, lai iegūtu analītiskās izteiksmes.
mērvienības
Enerģija un darbs parasti mēra džoulos, elektrisko spriegumu un potenciālu - in voltiem.
To sauc voltu potenciālu starpība, ja pārvietojot vienību pozitīvo lādiņu, starp kurām tiek veikts darbs 1 džoulu.
kapacitātes kondensatora
Norādīts iepriekš, pauda Volta jaudas kondensators. Formula būs nepieciešams, aprēķinot enerģiju. Par spēka līniju virzienu nosaka kulons, saskaņā ar norādēm par vērpes līdzsvaru, ļaujot fiziķi beidzot dot savu formulu. Volta bija tuvu ieviešanas koncepciju elektrisko potenciālu, nevar liegt, ka norāde par viņa mentoru: Beccaria un Cavendish. Pateicoties minētajiem fizikas cilvēkiem kļuva cieši cieši skatīties uz magnētismu un elektrību.
Nodarbinātība no elektriskā lauka
Elektriskā lauka sauc potenciālu. Tas nozīmē, ka darbs viņa spēku, nav atkarīgs no trajektorijas maksas, tikai uz enerģiju no sākuma un beigu pozīciju. Atsaukt, saskaņā ar definīciju:
Elektriskā lauka - šo jautājumu, ar kuru elektriskie maksa mijiedarbojas.
Elektriskā lauka tiek piemērota tikai elektrisko lādiņu. Izveidots divos veidos:
- Elektriskie maksas. Elektrolīnijas sākas pozitīvi un beidzas ar negatīvu maksas.
- magnētisko lauku maiņa. Tas rada elektromagnētisko vilni, kas tiek izmantota ar ģeneratoru.
Kad viņi saka, ka starojuma ierīces ietekmē personu, un attiecas uz magnētisko un elektrisko komponentu. Īpaši bīstami ir pirmais, kas tiek demonstrēta ar lielām grūtībām. Elektriskā lauka tiek uzskatīts, ka skolas laikā fizikas, tas tiek uzskatīts par stacionāro un spēks tās līnijas ir paralēlas. Divi piemēri:
- Pieņemsim maksas kustas gar lauka līnijām, ko attāluma l. Tad darbs veic ar vienkāršotu formulu A = Fl, kur F - spēks, kas iedarbojas uz maksas.
- Tagad iedomāsimies, ka maksājums ir pārvietota no iepriekšējā punkta par aizspriedumiem. Tāpēc, ka projekcija ceļš lb uz elektrības līnijas atkal l. Taisnvirziena daļa, ieliekums leņķis - V. Darbs tiek aprēķināta pēc formulas, ņemot vērā gan ģeometrisko attiecību A = FlbcosB = Fl.
Šī vienkāršā lieta ir viegli piemērot jebkāda veida spriedzes līnijas. Šīs lietas nozīmē, ka elektriskā lauka darbs nav atkarīgs no trajektorijas un, līdz ar to, kas vienāda ar starpību lauka potenciāliem: A = P1 - P2. Formula ir piemērojams jebkurā jomā. Lai pielāgotu izteiksmi, ieviesa jēdzienu elektrisko potenciālu kā enerģijas vienību pozitīvu lādiņu - f = f / Q1. Tad formula darba ir atšķirīgs viedoklis.
Elektriskais spriegums starp diviem punktiem sauc par potenciālu starpība starp tiem. Reizinot minēto vērtību ar summu samaksu, tā kā noteiktu vērtību, mēs iegūt: A = (F1 - F2) q = U q. Potenciālais pāri lauka lielums ir šāds:
p = q / 4 pi ε r,
kur q - summa no maksas radošās lauka; ε - dielektriskā konstante no vidēja (gaisa vai vakuuma ir vienība); Pi = 3.14; r - attālums no punkta, no minētā maksa. Formula nav piemērots visos gadījumos, ir paraugs. Pieņemams piemērota maksa izplatīts uz lodes virsmas, un punkti, kas atrodas ārpus minētā virsmas.
Lauka stiprums plakanā kondensatora
Fizikā atlīdzība vienmēr tiek veikta uz piemēru par lidmašīnu kondensatora, tas vienkārši notiek. Lauka dzīvoklis kondensators atbilst tieši aprakstīts iepriekš.
Ļaujiet uz plāksnēm ir noteikta maksa. Protams, tā apjoms ir vieni un tie paši, bet gan dažādas pazīmes. Darbs pie maksas nodošanu starp elektrodiem ir vienāda ar A = F d, kur vidējais sprauga platums D. Formula tieši noved pie intensitātes dēļ: A = E q d = U q (cm. iepriekš). Līdz ar to, mēs varam rakstīt, ka E = U / d.
Lauka stiprums rāda spēku, ar kuru vienība darbojas par maksu punktu.
No iekasē kondensatora enerģija
Tagad apsvērt, kā aprēķināt enerģijas uzlādes kondensatora laikā. Mums ir jāatceras formulas potenciālu, ko rada maksas punktu. To var redzēt, ka tas samazinās lineāri distancēties. Bet šajā gadījumā, pirmā un pozitīvs lādiņš atrodas otro plati un otrā negatīvā un atrodas pretī. Tāpēc, jo kustība virzienā līnijas spēku norādīja šādu ainu:
- pozitīva maksa potenciālie pilieni.
- Iespējamie negatīvie maksa palielinās.
Un izmaiņu ātrums ir tāds pats. Līdz ar to dzīvoklis kondensatoru starp plāksnēm potenciālās jomas nemainās. Tagad atceros, no kura tas ir atkarīgs. Gadījumā izmeklētie daudzums ir nemainīgs, izņemot uzkrāto uz plāksnēm pēc energization maksas. Tātad potenciāls pakāpeniski pieaug, un lineāri atkarīgs no lādiņa, ar vairs nav svarīgi grafika pareizu procesu. Izrādās taisnu līniju.
Tas nozīmē, ka sākotnēji potenciāls ir nulle, un pēc tam palielinās līdz noteiktai robežai. Diagramma skaitu potenciālo maksu būtu taisna līnija (laiks iet izstādītājs). Tagad izskaidrot, kāpēc tika veikti secinājumi:
- Ir zināms, ka enerģija tiek izteikta ar darbu iztērēti.
- Tātad, tas ir pieļaujams rakstītu formulu W = U q. Tas izskatās vienkārši, jo maksa ir saistīta ar jaudu, bet to, kas ir spriegums? Jāatgādina, ka kondensators pieaug eksponenciāli uzlādes laikā. Veikt laiku neatņemama? Fiziķi jau atrisinājis problēmu.
- Potenciālais (spriegums) ir lineāri atkarīga no maksas, mēs secinām, ka kopējā darbība izlīdzināšanas ir tas, ka tad, kad taisne ir samazināts līdz dalīšanas ar 2.
Rezultāts: W = U q / 2. Tagad aizstāt šeit izteiksmi iegūto Alessandro Volta, un ārā: W = C U2 / 2. Iegūto izteiksme un ko izmanto aprēķinos.
mērs enerģiju uzlādētu kondensators
Aprēķinot elektroenerģijas filtra ķēdes un citas elektriskās filtrus stāv problēmu noteikšanai denominācijas. Tas ir pietiekams, lai ņemtu formulu frekvences rezonanses kontūra, bet vienkāršība ir maldinoša. Tas ir vienkārši, lai pārliecinātos, ka tā pati atbilde atbilst vērtību kopumu. Kuru izvēlēties?
Jo lielāka enerģijas avots, barošanas ierīce, jo lielāka enerģija šeit notiek laika vienībā. Par kondensators ir atkarīgs no sprieguma un kapacitātes kvadrātveida, par droseles - ar elektrisko strāvu un indukcijas. Dzirdes vienu periodu svārstībām šis skaitlis ir viegli saistīt pie varas, jo darbs veikts laika vienībā.
Tā rezultātā, inženieris varēs pateikt, aptuveni cik liela jauda ir nepieciešams konkrētajā gadījumā. Aprēķins tiek veikts sākotnēji enerģiju uzlādētu kondensators.
Līdzīgi notiek jebkurā ķēdē. Kondensatori tiek izmantoti, lai filtrētu un galvaniskās izolācija ir nepieciešama, lai viegli iziet vēlamo frekvenci, un, lai būtu ietilpīgs, nevis kļūt traucējoši sistēmā.
