Plattkondensator

Platt kondensator - fysisk förenkling, har tagit början av de tidiga studierna av elektricitet, vilket är en struktur där elektrodytorna är i uniform vid någon punkt är parallella.

formeln

Människor söker formler som beskriver kapaciteten hos en plan kondensator. Läs nedan intressanta och lite kända fakta, torra matematiska tecken är också viktiga.

Identifierades först kapacitet platt kondensator Volta. I sin ägo var ännu inte värdet - den potentialskillnad, som kallas spänning, men intuitivt rätt forskare förklarade fenomenet. Storleken av antalet laddningar, tolkas som mängden elektrisk vätska atmosfär - inte helt rätt, men det verkar vara sant. Enligt tonande utsikterna kapacitet platt kondensator är förhållandet mellan volymen av ackumulerad elektrisk fluid till skillnaden av atmosfäriska potentialer:

C = q / U.

Formeln är tillämpbar på varje kondensator, oavsett struktur. Erkänd som universell. Speciellt utformad för plana kondensatorer formeln kapacitet, uttryckt i termer av egenskaperna hos det dielektriska materialet och de geometriska dimensionerna:

I denna formel, S betecknar elektroder genom området, som beräknas som produkten av parterna, och d - indikerar avståndet mellan elektroderna. Andra symboler - dielektrisk konstant (8854 pF / m) och den dielektriska konstanten hos det dielektriska materialet. Elektrolytiska kondensatorer har en så stor kapacitet av goda skäl: lösningen separeras från den ledande metalloxidskiktet är extremt tunn. Hence, d är minimum. De enda negativa - polära elektrolytkondensatorer, kan de inte vara ansluten till AC-kretsen. För detta ändamål på anoden eller katoden, är markerade med en plus- eller minustecken.

Platta kondensatorer är sällsynta i dag, är det oftast mikroskopiska Membrane teknik, sade tävlingsytor anses dominant. Alla passiva och aktiva element är bildade genom en sil så att ett slags film. Flata induktorer, resistorer och kondensatorer anbringas i form av ledande pastor.

Material beror på den dielektriska kapacitansen varje egen struktur. Man tror att det amorfa materialet är av icke-orienterade dipoler, den elastiskt berikade på sina platser. När en extern elektriskt fält är reversibelt styrs i linje med försvaga spänning. Som ett resultat av detta laddning ackumuleras tills processen avbryts. Eftersom uteffekten av elektroder dipoler tillbaka till plats, vilket gör det möjligt en ny arbetscykel. Så det är i drift en platt elektrisk kondensator.

från historia

Först började utforska den stora ansamlingen av laddning Alessandro Volta. Rapporten från Royal Society 1782 för första gången uttryckte ordet kondensator. I förståelse Volt elektroforus representerar två parallella plattor, pumpas ur eter elektrisk vätska.

I forna tider, all den kunskap kom ner till yttrande forskare, om jordens atmosfär innehåller något som inte är definierat enheter. Deltog elementära Elektroskop kunna bestämma tecknet på laddningen och dess existens inte ge en indikation på hur mycket. Forskarna gnuggade helt enkelt med päls kroppsyta och ett fack för forskning inom området inflytande av enheten. Gilbert visade att de elektriska och magnetiska växelverkningar blir svagare med avståndet. Forskare ungefär visste vad de ska göra, men studier har inte framskridit.

Hypotesen av atmosfärisk elektricitet föreslås av Benjamin Franklin. Han undersökte aktivt blixtar och kom till slutsatsen att dessa manifestationer av samma enad kraft. Starta en drake i skyn, satte han ihop en leksak silkestråd till marken och såg ljusbågen. Det är farliga experiment och Benjamin riskerade upprepat sitt liv till förmån för vetenskapen. Silkestråd leder statisk elektricitet - det bevisas av Stephen Grey, först samlades 1732 en elektrisk krets.

Under 20 år (1752) föreslog Benjamin Franklin byggandet av den första åskledare, åskskydd genomfört de närliggande byggnaderna. Tänk på det! - Först av allt jag förväntade huset brinner från oavsiktlig påverkan. Benjamin Franklin föreslog en typ som kallas positiv laddning (glas) och den andra negativa (harts). Så fysiker har vilseletts att den verkliga riktningen för elektron rörelse. Men där kommer att göra en annan uppfattning, när år 1802, baserat på erfarenheterna från ryssarna Petrova såg att anoden bildas fossa? Följaktligen är de positiva laddningspartiklarna överförs till katoden, men i verkligheten det visade luftplasmajoner.

I början av studien volt elektriska fenomen redan kända, statiska laddningar och det faktum att de har de två tecken. Folk trodde envist att "vätska" tas från luften. Denna idé uppmanas experiment med gnugga bärnsten hår, inte reproducerbar under vatten. Följaktligen blev det logiskt att anta att el kan ske enbart från jordens atmosfär, vilket naturligtvis inte är sant. Till exempel, många lösningar undersökts Humphrey Davy, leda elektrisk ström.

Anledningen är därför olika - genom att gnugga bärnsten vattensfriktionskraft minskade i tiotals eller hundratals gånger, och laddningen upplöses genom vätskevolymen. Därför endast processen ineffektiv. Idag, varje gruvarbetare vet att olja elektrifierade av friktion mot röret utan luft. Följaktligen är atmosfären för "flytande" inte vara en obligatorisk komponent.

Den största plattkondensator i världen

En sådan systematisk, men i grunden är fel tolkningar har inte slutat Volta på forskningsbanan. Han studerade hårt elektroforus så perfekt generator av tiden. Den andra var en boll av svavel Otto von Guericke uppfann ett århundrade tidigare (1663). Dess utformning har förändrats lite, men efter upptäckten av Stephen Grey laddning började ta fart med hjälp av guider. Till exempel, i den elektrostatiska maskin metall kam-omvandlare används.

Under en lång tid forskare var swinging. Elektro maskin 1880 har rätt att betraktas som första kraftfulla urladdnings generator tillåter dig att få en båge, men den verkliga kraften av elektronerna nåtts i Van de Graaff (1929), där potentialskillnaden av enheten megavolt. Som jämförelse - stormen moln, enligt Wikipedia, detekterar det potential i förhållande till jorden i gigavolt heter (tre storleksordningar högre än i den mänskliga maskinen).

Sammanfattningsvis, med en viss grad av säkerhet säga att naturliga processer används som princip action elektrifiering genom friktion, slag och andra typer och kraftfull cyklon är den största av de kända plana kondensatorer. Blixtnedslag visar vad som händer när den dielektriska (atmosfären) inte kan motstå den pålagda potentialskillnad och raster. Exakt likartad som händer i en platt kondensator, skapad av människan, om spänningen är alltför stort. Uppdelning irreversibel fast dielektrikum, och en elektrisk båge är ofta orsaken till smältelektroder och maskinhaveri.

Elektroforus

Så tog Volta upp studiet av modeller av naturliga processer. Elektroforus först dök upp i 1762, ritad av Johann Karl Wilcke. En verkligt populär enhet blir efter rapporter Volta Royal Society (mitten av 70-talet av XVIII-talet). Volta har gett instrumentet det nuvarande namnet.

Elektroforus med förmåga att ackumulera en elektrostatisk laddning som bildas av friktionsbeläggningen gummistycke. Den består av två plana, inbördes parallella elektroder:

• Botten är en tunn bit av gummi. Tjockleken väljs av effektivitetsskäl för anordningen. Om vi ​​väljer en bit av fast, betydande del av energin kommer att ackumuleras i den dielektriska på orienteringen av dess molekyler. Det firas i modern lägenhet kondensator där dielektrikum placeras för att öka elektroomkosti.
• Den övre plattan av tunn stål läggs ovanpå, när laddningen redan ackumulerade friktion. På grund av påverkan av överskott av negativ laddning bildas på den övre ytan avlägsnas på jordningskopplaren, så att när två plattor inte Docka inträffat ömsesidig kompensation.

Manöverprincipen parallellplattkondensator är redan klart. En operatör gnuggar gummi päls, vilket ger en negativ laddning. Top bit metall sätts. Grund av den stora ytan grovhet inte är i kontakt utan är åtskilda från varandra. Som ett resultat, påverkan av den elektrifierade metallen. Elektronerna stöts bort gummi ytladdning och gå till den yttre planet, där operatören tar bort dem genom jord liten tillfällig touch.

Botten av metallplattan förblir positivt laddad. När dockar de två ytorna, är denna effekt kvarhålls i materialet observeras brist på elektroner. Och mycket gnista, om du trycker på en metallplatta. Denna erfarenhet tillåts på en enda laddning gummi prodelyvat hundratals gånger, är extremt stor ytan statisk hållfasthet. Det tillåter inte laddningen att flöda. Demonstration beskrivs experiment, lockade Volta uppmärksamhet av den vetenskapliga världen, men studier har inte gått framåt, med undantag av de upptäckter av Charles Coulomb.

År 1800 ger Alessandro impulser till utvecklingen av forskning inom el, uppfann den berömda Voltas strömkälla.

Utformningen av den platta kondensator

Elektroforus är konstruerad av första plana kondensatorer. Hans plattor kan lagra endast en statisk laddning, annars är det omöjligt att elektrifiera gummit. Surface extremt långa butiker elektroner. Volta föreslog även att ta bort dem genom en ljuslåga joniserad luft eller ultraviolett strålning från solen. Idag, varje skolbarn vet att fenomenet sker med vatten. Men elektroforus måste sedan torka.

I dagens värld, var bottenplattan belagd med teflon eller plast. De är väl vinner statisk laddning. Dielektriska blir luft. För att gå till byggandet av en modern kondensor, är det nödvändigt både för att göra metallplattor. Därefter, i händelse av en laddning elektrifiering spridit sig till andra, och om den andra terminalen är jordad, den lagrade energin lagras en viss tid.

Marginal elektroner beror på det dielektriska materialet. Till exempel återfinns bland moderna kondensatorer:

1. Mica.
2. Air.
3. Elektrolytisk (oxid).
4. Keramik.

I namn som dielektriska material. Sammansättningen är direkt beroende av kapacitet som kan ökas många gånger om. Roll dielektrika förklarats ovan, deras parametrar bestäms direkt materiens struktur. Men många material med hög prestanda, inte att använda på grund av deras olämplighet. Till exempel, har vatten en hög dielektricitetskonstant.