Типы конденсаторов, теория и примеры

Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Главная Справочник Физика Типы конденсаторов

Определение и типы конденсаторов

Причем проводники (обкладки конденсатора) имеют такую форму и расположены так, по отношению друг к другу, что поле, создаваемое данной системой, в основном расположено во внутренней области пространства конденсатора. У реального конденсатора обкладки не являются полностью замкнутыми, однако, следует отметить, что приближение к идеальной картине довольно большое. На практике независимости внутреннего поля между обкладками конденсатора от внешних полей достигают тем, что пластины конденсатора располагают на очень малом расстоянии. В таком случае заряды находятся на внутренних поверхностях обкладок.

Основное назначение конденсатора состоит в накоплении электрического заряда. Способность конденсатора накапливать заряд связана с основной характеристикой конденсатора электроемкостью (C). Электрическая емкость конденсатора – это взаимная емкость принадлежащих ему обкладок:

   

q – величина заряда на обкладке; – разность потенциалов между обкладками. Емкость конденсатора зависит от размеров и устройства конденсатора.

Подходы к классификации конденсаторов могут быть разными. Выделяют, например:

1. Конденсаторы имеющие постоянную или переменную емкость, подстроечные конденсаторы.
2. Тип диэлектрика, заполняющий пространство между обкладками конденсатора, может влиять на то, к какому типу отнесут тот или иной конденсатор. (Электролит – электролитический конденсатор (см. раздел «Электролитический конденсатор»), воздух – воздушный конденсатор, тефлон – тефлоновый конденсатор и т.д).
3. Керамические (подробно о керамических конденсаторах см. раздел «Керамические конденсаторы»), пластиковые, металлические конденсаторы в зависимости от материала, который применяется в изготовлении корпуса конденсатора
4. Плоские, цилиндрические, шаровые (сферические) конденсаторы в соответствии с геометрией (строением) конденсатора.

Кроме этого конденсаторы можно разделить по их предназначению (см., например раздел «Пусковой конденсатор»), способу монтажа (для печатного, навесного, поверхностного монтажа; с защелкивающимися выводами; выводами под винт), принципам защиты от внешних воздействий (с защитой и без нее; изолированные и неизолированные; уплотненные и герметизированные).

Типы конденсаторов в разделе общая физика

В задачах по общей физике рассматривают обычно три типа конденсаторов: плоские, цилиндрические и сферические. Кроме того могут варьироваться типы диэлектрика между обкладками.

Для расчета емкости плоского конденсатора применяют формулу:

   

где – электрическая постоянная; S – площадь каждой (или наименьшей) пластины; d – расстояние между пластинами.

Емкость плоского конденсатора, содержащего N слоев диэлектрика (толщина i-го слоя равна , диэлектрическая проницаемость i-го слоя , определяется как:

   

Электрическая емкость цилиндрического конденсатора вычисляют как:

   

где l – высота цилиндров; – радиус внешней обкладки; – радиус внутренней обкладки.

Емкость сферического (шарового) конденсатора находят по формуле:

   

где – радиусы обкладок конденсатора.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

что это, виды / Справочник :: Бингоскул

Конденсатор и их практическое применение в физике: что это, виды

добавить в закладки удалить из закладок

Содержание:

В сложных электрических схемах применяются накопители электрической энергии – конденсаторы. Без них невозможна работа большинства электронных устройств. Рассмотрим виды конденсаторов, их применение в физике. Разберёмся, какую они выполняют роль в технике.

Конденсатор: что это в физике и технике

Накопитель электрической энергии обычно выглядит как бочкообразный или плоский электронный компонент, реже изготавливается в виде параллелепипеда, «таблетки». Конденсатор – это в физике пассивный компонент, двухполюсник, способный быстро накапливать и отдавать энергию электрического поля. Представлен парой металлических пластин или обложек с контактами. Они разделены тонким слоем диэлектрика. Между обкладками малое по отношению к их толщине расстояние.

В микросхемах конденсаторы выполняются посредством напыления, поэтому имеют отличную от обычных накопителей электроэнергии форму, но работают по тому же принципу.

Виды накопителей волновой электроэнергии

Существует несколько типов конденсаторов в зависимости от сферы, особенностей применения. По типу изолятора делятся на:

• Вакуумные – между пластинами располагается среда с разреженным воздухом.
• Оксидно-полупроводниковые.
• С газообразным диэлектриком.
• С жидким изолятором между обкладок.
• С неорганическим твёрдым изолятором: стекло, керамика, слюда.
• С твёрдым органическим изолятором: бумага, металлобумага, синтетические плёнки.
• Твердотельные – полимер или органический полупроводниковый материал.
• Электролитические.

По возможностям управления ёмкостью конденсаторы делят на: подстроечные, переменные, постоянные.

Где используется (применяется) конденсатор

Большинство электрических схем не обходится без ёмкостных компонентов. Области применения конденсаторов:

• Батареи – нужны конденсаторы с высокой ёмкостью – ионисторы. Ведутся разработки для реализации аккумуляторов на базе ионисторов для электромобилей.
• Генераторы периодически повторяющихся электрических импульсов.
• Ёмкостные датчики.
• Компенсатор реактивных мощностей.
• Стабилизация работы электрических плавильных печей.
• Обеспечение энергоёмких схем и устройств мощными импульсами электрической энергии: вспышки, лазеры с оптическим методом накачки, генераторы.
• Ограничение величины переменного электрического тока.
• Преобразователь для измерения влажности древесных материалов, зерна, воздуха.
• Применение в логических схемах, например, кратность срабатывания механизма защиты.
• Разделение переменного и постоянного тока.
• Реле времени – обеспечивает последовательность функционирования компонентов электрической схемы.
• Сглаживание пульсаций напряжения во вторичных источниках питания.
• Создание времязадающих схем, где не нужна значительная стабильность или точность по времени.
• Создание частотных фильтров (с элементами индуктивности и сопротивления), колебательных контуров.
• Устройство для измерения уровня жидкости-диэлектрика, которая заполняет пространство между обложками.
• Элементы питания, например, оперативная память.
• Фазосдвигающее устройство – обеспечивает работу асинхронных электрических двигателей. Позволяет подключать трёхфазные электромоторы в однофазную (бытовую) сеть с потерей мощности.

Конденсаторы применяются во всех электронных устройствах, которые есть в вашем доме, кроме осветительных и нагревательных приборов.

Поделитесь в социальных сетях:

5 августа 2022, 19:06

Физика

Could not load xLike class!

Конденсаторы

Конденсатор представляет собой электрическое устройство для накопления заряда. Как правило, конденсаторы состоят из двух или более пластин из проводящего материала, разделенных слоем или слоями изоляторов. Конденсатор может накапливать энергию, которая при необходимости передается в цепь.

Емкость

Емкость (C) определяется как отношение накопленного заряда (Q) к разности потенциалов (В) между проводниками:

 

Емкость измеряется в фарадах (F) и 1 фарад

Конденсатор с параллельными пластинами

В своей простейшей форме конденсатор представляет собой набор противоположно заряженных параллельных пластин, разделенных расстоянием (d) . Из уравнения для разности потенциалов параллельных пластин и определения емкости емкость параллельных пластин равна

 

Строго говоря, это уравнение справедливо только при наличии вакуума между пластинами.

Когда непроводящий материал помещается между пластинами конденсатора, может накапливаться больше заряда из-за индуцированного заряда на поверхности электрического изолятора. Отношение емкости с изолятором к емкости вакуума называется

диэлектрической проницаемостью (κ, греческая буква каппа). Значения диэлектрической проницаемости можно найти в таблицах свойств материалов. Уравнение для плоского конденсатора с диэлектриком, заполняющим пространство между пластинами, равно 9.0005

Энергия, запасенная в конденсаторе, может быть найдена с помощью любого из следующих трех уравнений, каждое из которых основано на разных переменных:

 

Конденсаторы параллельные и последовательные

Конденсаторы могут быть соединены параллельно или последовательно. Два конденсатора в

параллельны , если соединены отрицательные и положительные пластины, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1

Два конденсатора соединены параллельно. Рисунок (а) аналогичен схеме (б).

Можно составить уравнение для емкости одного конденсатора, которое будет иметь эквивалентную емкость этих двух конденсаторов. Общий заряд двух конденсаторов равен · = ··_·1· + ···_·2·. Напряжение на каждом конденсаторе одинаково и равно напряжению батареи (В) ; следовательно, Q ₁ = C ₁ V и Q ₂ = C

₂ V , или для эквивалентного конденсатора Q = C _eq 9 V . Замена уравнения для общей доходности заряда C _{Уравнение} V = C ₁ V + C ₂ V , или C V , или C V , или C , или C _{999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999009а} . С ₁ + С ₂ . Этот результат можно обобщить, заявив, что эквивалентная емкость для набора параллельных емкостей представляет собой просто сумму отдельных емкостей.

Конденсаторы соединяются в серии , если положительная пластина одного соединена с отрицательной пластиной, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2

Два последовательно соединенных конденсатора. Рисунок (а) аналогичен схеме (б).

При последовательном соединении все конденсаторы имеют одинаковый заряд. Разность потенциалов на конденсаторах в сумме равна разности потенциалов между клеммами батареи; следовательно,

Подстановка этих уравнений в уравнение для разности потенциалов дает

Отмена заряда дает следующее выражение для эквивалентной емкости для последовательных комбинаций: 

Примечание : Распространенная ошибка при расчете последовательной емкости состоит в том, что после сложения обратных величин отдельных конденсаторов забывают взять обратную величину, чтобы найти эквивалентную емкость.

Емкость

Емкость

Емкость характеризуется параллельное расположение пластин и определяется с точки зрения заряда хранилище: Аккумулятор будет переносить заряд от одной пластины к другой до тех пор, пока напряжение, создаваемое накоплением заряда, не сравняется с напряжением аккумулятора. , где Q = величина заряда хранятся на каждой тарелке. В = напряжение, подаваемое на тарелки. Аналог воздушного резервуара Комбинация конденсаторов Конденсаторный микрофон

Индекс Концепции емкости Концепции индуктивности

Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица 8 0188

Назад

Конденсаторы параллельно добавить. .. Аналогия воздушного резервуара Заряд последовательных конденсаторов	Индекс Концепции емкости Концепции индуктивности
Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица 8 0188	Назад

Поскольку заряд не может быть добавлен или снят с проводника между последовательными конденсаторами, суммарный заряд остается нулевым. Как видно из диаграммы, это ограничивает заряд двух конденсаторов одинаковым при постоянном токе. Этот заряд Q — это заряд, который вы получаете, вычислив эквивалентную емкость последовательной комбинации и умножив ее на приложенное напряжение V. Вы храните меньше заряда на последовательных конденсаторах, чем на любом из них по отдельности при том же напряжении! Есть ли смысл последовательно ставить конденсаторы? Вы получаете меньшую емкость и меньший запас заряда, чем с одним из них. alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Прост Радио Разное Своими руками Советы Схем Схемы Транзист Транзисторы Электрон Электроника