Platekondensator

Flat kondensator - fysisk forenkling, har tatt i begynnelsen av de tidlige studier av elektrisk kraft, som er en struktur hvor elektrodeoverflaten er i ensartet på noe punkt er parallelle.

formel

Folk leter etter formler som beskriver kapasiteten på et fly kondensator. Les nedenfor interessante og lite kjente fakta, tørre matematiske tegn er også viktig.

Først identifiseres kapasitet flat kondensator Volta. I sin besittelse var ennå ikke verdien - den potensielle forskjell, heter spenning, men intuitivt riktig forsker forklarte fenomenet. Omfanget av antall ladninger, tolket som mengden av elektrisk væske atmosfære - ikke helt riktig, men det ser ut til å være sant. Ifølge uttrykt syn kapasitet flat kondensatoren er forholdet mellom volumet av akkumulert elektrisk fluid til differansen av atmosfæriske potensialer:

C = q / U.

Formelen er anvendelig for en hvilken som helst kondensator, uansett struktur. Anerkjent som universell. Spesielt konstruert for flat kondensatorer formel kapasitet, uttrykt på basis av egenskapene til det dielektriske materialet og de geometriske dimensjoner:

I denne formelen S angir elektroder gjennom det område, som er beregnet som produktet av partene, og d - angir avstanden mellom elektrodene. Andre symboler - dielektrisk konstant (8,854 pF / m) og den dielektriske konstanten til det dielektriske materiale. Elektrolytiske kondensatorer har en så stor kapasitet med god grunn: oppløsningen er adskilt fra det ledende metalloksydlag er ytterst tynt. Derfor, d er den minste. De eneste negative - polare elektrolytiske kondensatorer, kan de ikke bli koblet til strømkretsen. For dette formål på anoden eller katoden, er merket med et pluss- eller minustegn.

Flat kondensatorer er sjeldne i dag, det er mest mikroskopiske Membranteknologi, sa rase overflater anses dominerende. Alle passive og aktive elementer er utformet gjennom en sil for å danne en slags film. Flate induktorer, motstander og kondensatorer er brukt i form av ledende pastaer.

Materiale avhenger av den dielektriske kondensatorer, hver egen struktur. Det antas at det amorfe materiale er av ikke-orienterte dipoler er den elastisk befestet på sine plasser. Når et ytre elektrisk felt er reversibelt færing langs svekningslinjer spenning. Som et resultat, blir akkumulerte ladning før prosessen stopper. Som utgangseffekten av elektroder dipoler returnere til stedet, noe som gjør det mulig å oppnå en ny arbeidssyklus. Så det er i drift en flat elektrisk kondensator.

fra historien

Først begynte å utforske den store opphopning av ansvaret Alessandro Volta. Rapporten fra Royal Society i 1782 for første gang uttrykte ordet kondensator. I forståelse Volt elektroforus representerer to parallelle plater, som pumpes fra eter elektrisk fluid.

I antikken, all den kunnskapen kom ned til uttalelse fra forskerne, om Jordens atmosfære inneholder noe som ikke er definert enheter. Deltok elementære electroscopes stand til å bestemme tegn på kostnad og dens eksistens ikke gir en indikasjon på hvor. Forskere bare gnidd med pels kroppsoverflate og en skuff for forskning på området for påvirkning av enheten. Gilbert viste at de elektriske og magnetiske vekselvirkninger blir svakere med avstand. Forskere omtrent visste hva de skal gjøre, men studier har ikke kommet.

Hypotesen av atmosfærisk elektrisitet foreslått av Benjamin Franklin. Han undersøkte aktivt lyn og kom til den konklusjon at dette er manifestasjoner av samme forent kraft. Lansere en kite på himmelen, satte han sammen et leketøy silketråd til bakken og så buen. Det er farlige eksperimenter, og Benjamin gjentatte ganger risikerte livet for å få til vitenskap. Silketråd gjennomfører statisk elektrisitet - det er bevist ved Stephen Gray, først samlet i 1732 en elektrisk krets.

I 20 år (1752), Benjamin Franklin foreslo byggingen av den første lynavleder, lynvern utført de nærliggende bygningene. Bare tenk på det! - Først av alt jeg forventet huset brenner fra utilsiktet effekt. Benjamin Franklin foreslått en type som kalles positiv ladning (glass) og den andre negativ (harpiks). Så fysikere ble forledes med hensyn til den sanne retning av elektronbevegelsen. Men hvor vil foreta en annen mening, da i 1802, basert på opplevelsen av russerne Petrova så at anoden er dannet fossa? Følgelig er de positive ladningspartikler overføres til katoden, men i virkeligheten skulle det luftplasmaioner.

Ved begynnelsen av studien volt elektrisk fenomen som allerede er kjent, statiske ladninger og det faktum at de har de to tegn. Folk hardnakket mente at den "flytende" er tatt fra luften. Denne ideen bedt eksperimenter med å gni rav hår, ikke reproduserbar under vann. Derfor ble det logisk å anta at elektrisitet kan oppstå utelukkende fra jordens atmosfære, noe som selvsagt ikke er sant. For eksempel, mange løsninger undersøkt Humphrey Davy, lede elektrisk strøm.

Grunnen til dette er forskjellige - ved å gni rav undervanns friksjonskraft redusert i titalls eller hundrevis av ganger, og den ladning ledes bort av væskevolumet. Derfor bare prosessen ineffektiv. Dag, hver gruvearbeider vet at oljen er strømførende ved friksjon mot røret uten luft. Følgelig er det atmosfære for "flytende" ikke betraktet som en obligatorisk komponent.

Den største plate kondensator i verden

En slik systematisk, men er fundamentalt feil tolkninger har ikke stoppet Volta på forskning banen. Han studerte hardt elektroforus så perfekt generator av tiden. Den andre var en ball av svovel Otto von Guerickes oppfunnet et århundre tidligere (1663). Designen har endret seg lite, men etter oppdagelsen av Stephen Grey kostnad begynte å ta av med hjelp av guider. For eksempel, i den elektrostatiske maskin metall kam-omformere blir brukt.

I lang tid forskere var svingende. Elektro maskin 1880 har rett til å bli ansett som den første kraftige utslipps generator lar deg få en bue, men den sanne effekt av elektronene oppnådd i Van de Graaff (1929), hvor potensialforskjellen på enheten megavolt. For sammenligning - storm sky, ifølge Wikipedia, detekterer det potensial i forhold til jorden i gigavolt heter (tre størrelsesordener høyere enn i menneske-maskin).

I sammendraget, med en viss grad av sikkerhet si at naturlige prosesser brukes som prinsipp handling elektrifisering av friksjon, støt og andre typer, og kraftig syklon er den største av de kjente flate kondensatorer. Lightning viser hva som skjer når dielektriske (atmosfæren) ikke tåler brukes potensialforskjell og pauser. Nøyaktig tilsvarende skjer i en flat kondensator, laget av mennesket, hvis spenningen er høy. Sammenbrudd irreversibel fast dielektrikum, og en elektrisk lysbue er ofte årsaken til smelte elektroder og maskinhavari.

Elektroforus

Så Volta tok opp studiet av modeller av naturlige prosesser. Elektroforus først dukket opp i 1762, tegnet av Johann Karl Wilcke. En virkelig populære enheten blir etter rapporter Volta Royal Society (midten av 70-tallet av XVIII århundre). Volta har gitt instrumentet det nåværende navnet.

Elektroforus som er i stand til å akkumulere en elektrostatisk ladning som dannes ved friksjon belegge gummidelen. Den består av to plane, innbyrdes parallelle elektroder:

• Bunnen er et tynt stykke av gummi. Tykkelsen velges av hensyn til effektiviteten til anordningen. Hvis vi velger et stykke fast, betydelig del av energien vil bli akkumulert i dielektrikumet på orienteringen av molekylene. Som feires i moderne flatskjerm kondensator der dielektrisk er plassert for å øke elektroomkosti.
• Den øvre plate av tynt stål er lagt på toppen, når den ladning som allerede er akkumulert friksjon. På grunn av innflytelsen av et overskudd av negativ ladning dannes på den øvre overflate blir fjernet på en jordingsbryter, slik at når to plater før sjøsetting ikke forekom gjensidig kompensasjon.

Driftsprinsippet som gir parallellplatekondensator er allerede klar. En operatør gnir gummi frakk, og etterlater en negativ ladning. Top stykke metall er satt. På grunn av det store overflateujevnheter ikke er i kontakt, men er adskilt fra hverandre. Som et resultat av påvirkning av elektrifisert metall. Elektronene blir frastøtt gummi overflateladning og gå til det ytre planet, hvor operatøren fjerner dem gjennom jord svak forbigående berøring.

Bunnen av metallplaten forblir positivt ladet. Når portreplikatoren de to flater, er denne effekten opprettholdes i materialet observeres underskudd av elektroner. Og mye gnist, hvis du berører en metallplate. Denne erfaringen tillatt på én lading gummi prodelyvat hundrevis av ganger, er overflaten statisk motstand ekstremt stor. Det tillater ikke ansvaret til å flyte. Demonstrere beskrevet eksperiment, Volta tiltrakk seg oppmerksomheten til den vitenskapelige verden, men studier har ikke beveget seg fremover, med unntak av funn av Charles Coulomb.

I 1800, Alessandro gir impulser til utvikling av forskning på feltet av elektrisitet, oppfant den berømte elektrisk strømkilden.

Utformingen av den flate kondensatoren

Elektroforus er konstruert fra første plane kondensatorer. Hans platene er istand til å lagre bare en statisk ladning, ellers er det umulig å elektrifisering av gummi. Surface ekstremt lange lagrer elektroner. Volta selv foreslått å fjerne dem gjennom en brennende stearinlys ionisert luft eller ultrafiolett stråling fra solen. I dag, hver skolebarn vet at fenomenet er gjort med vann. Men elektroforus da trenger å tørke.

I dagens verden, ble bunnplaten er belagt med teflon eller plast. De er godt å få statisk elektrisitet. Dielektrisk blir luft. For å gå til bygging av et moderne kondensator, er det nødvendig både å lage metallplater. Deretter, i tilfelle av en ladning elektrifisering spre seg til den andre, og hvis andre terminal er jordet, den lagrede energi lagres en viss tid.

Margin elektroner er avhengig av det dielektriske materiale. For eksempel finnes blant moderne kondensatorer:

1. Mica.
2. Air.
3. Elektrolytisk (oksid).
4. Keramikk.

I navnet lagt dielektriske materialet. Sammensetningen er direkte avhengig av kapasitet som kan økes mange ganger. Role dielektrika forklart ovenfor, deres parametere blir bestemt direkte strukturen i saken. Men mange materialer med høy ytelse, ikke klarer å bruke på grunn av sin uskikkethet. For eksempel, har vann en høy dielektrisk konstant.