+7 (727) 344 95 95
Толық ҰБТ тапсыру
Қазақша

iTest қолданбасын жүктеп алу

Мектеп емтихандарына ыңғайлырақ форматта дайындалыңыз

logo-device logotype logotype-float

Конденсаторлар
Алдыңғы конспект Келесі конспект
Конспект

 

 Конденсатор ортасының қалыңдығы өткізгіштердің өлшемдерінен аз, диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын өткізгіштер жүйесі. Өткізгіштер модульдары бірдей, әр аттас зарядтармен зарядталады.

 

 

Жазық конденсатор диэлектрик қабатымен бөлінген, параллель орналасқан екі жазық металл пластиналар.

 \(E=\frac q{\varepsilon\varepsilon_0S}\)

 

Электр сыйымдылығы

\(C \begin{bmatrix} \frac{Кл}В=Ф \end{bmatrix}\)

Тәуелді:

-өткізгіштің пішініне

-өткізгіштің өлшеміне

-ортаның (e)

-басқа өткізгіштермен қатынасына

Өткізгіш зарядының (конденсатордың бір астарының) оның потенциалына (екі астарының арасындағы потенциалдар айырымына) қатынасымен анықталады

 

      \(\boxed{C=\frac q{\varphi}}\ \ \ \ \boxed{C=\frac q{\varphi_1-\varphi_2}}\ \ \ \ \boxed{C=\frac qU}\)

 

Х.Б.жүйесінде электрсыйымдылық бірлігіне \(1\) фарад алынады. \(1\) Ф – \(1\ Кл\) заряд бергенде, потенциалдар айырымы \(1\) В-қа өзгеретін өткізгіштің электрсыйымдылығы. Бұл бірлік өте үлкен: мысалы, Жер сияқты аса үлкен өткізгіштің сыйымдылығы не бары \(7\cdot 10^{-4}\ Ф,\)сондықтан тәжірибелік мақсатта үлестік бірліктер қолданылады:

\(1мкФ=10^{-6}Ф;1нФ=10^{-9}Ф;1пФ=10^{-12}Ф\)

 

\(\left. \begin{matrix} \ \ \ \ \ \ \ \ C=\frac qU=\frac q{E\cdot d}\\ E=\frac q{\varepsilon\varepsilon_0 S} \end{matrix} \right\}\)   \(\boxed{C=\frac{\varepsilon\varepsilon_0S}d}\)

 

Мұндағы \(C\) - жазық конденсатордың сыйымдылығы, \(\varepsilon\) - диэлектрлік өтімділік, \(\varepsilon_0\) - электр тұрақтысы, \(S\) – конденсатор астарларының ауданы, \(d\) – диэлектриктің қалыңдығы.

Жазық конденсатордың сыйымдылығы конденсатор астарларының ауданына, диэлектрлік өтімділігіне тура пропорционал және диэлектриктің қалыңдығына кері пропорционал.

Зарядталған конденсатор энергиясы \(W\)  \([Дж]\) – ол зарядталған конденсатор астарларының арасындағы электр өрісінің энергиясы.

 

 \(W=\frac{q\cdot U}2\)  \(W=\frac{C\cdot U^2}2\)  \(W=\frac{q^2}{2C}\)   \(W=q\cdot\frac E2\cdot d=\frac{qU}2\)

 

Мұндағы \(W\) - зарядталған конденсатор энергиясы, \(q\) - конденсатор астарларының заряды, \(C\) - конденсатордың сыйымдылығы, \(U\) - конденсатор астарларының ұштарындағы кернеу.

 

Көлем бірлігіне келетін өріс энергиясы конденсатор энергиясының тығыздығы деп аталады \(W=\frac{\varepsilon\varepsilon_0E^2}2,\) мұндағы \(E\) – электр өрісінің кернеулігі.

 

Конденсаторларды жалғау

 

Параллель \(U_1=U_2=U\\ q=q_1+q_2\) Тізбектей \(U=U_1+U_2\\ q_1=q_2=q\)
\( \boxed{C=C_1+C_2}\)  \(\frac 1C=\frac 1{C_1}+\frac 1{C_2}\)

 

Конденсаторларды параллель жалғағанда жалпы сыйымдылық ең үлкен сыйымдылықтан үлкен болады, ал тізбектей жалғағанда жалпы сыйымдылық ең кіші сыйымдылықтан кіші болады.



Сұрақтар

  1. Конденсатордың сыйымдылығы – \(C=5\cdot10^{-12}\) Ф, потенциалдар айырымы – \(U=500\) B. Конденсатор астарындағы зарядтың шамасы

  2. Егер конденсаторға \(3,8\) кВ кернеу берілген болса, онда қалыңдығы \(4\) мм шыны қабатпен бөлінген жазық конденсатор пластиналарындағы зарядтың беттік тығыздығы

    \((\varepsilon0=8,85\cdot10^{-12}\) Ф/м, \(\varepsilon=7)\)

  3. Кернеу көзіне қосылған конденсатор астарларының арақашықтығын \(2\) есе ұлғайтса, конденсатордың энергиясы

  4. Сыйымдылығы \(10\) мкФ  конденсаторға \(4\) мкКл заряд берген. Зарядталған конденсатордың энергиясы

  5. Сыйымдылығы – \(3\) пФ,  заряды \(15\) нКл болатын конденсатордың энергиясы   

  6. Конденсаторда \(C=1\)мкФ, \(U=2\) кВ деген жазу бар. \(t=10^{-6}\) c ішіндегі конденсатордың қуаты

  7. Егер \(C_1=2\) мкФ,  \(C_2=4\) мкФ,  \(C_3=1\) мкФ,  \(C_4=2\) мкФ,  \(C_5=6\) мкФ болса, онда суретте көрсетілген конденсатор батареясының электр сыйымдылығын анықта

     

  8. Сыйымдылығы \(60\) мкФ конденсатор астарларының біріншісінен екіншісіне \(0,3\) мкКл заряд тасымалдау үшін \(20\)мДж-ға тең энергия жұмсау керек. Әр астардың заряды

  9. Өріс кернеулігі \(10\) МВ/м-ге  жеткенде конденсатордың тесілгені байқалатын болса, оған \(3,1\) мкКл заряд беріледі. Жазық конденсатордың ауданы

    \((\varepsilon0=8,85\cdot10^{-12}\) Ф/м, \(\varepsilon=1)\)

  10. Конденсатор пластиналарының жұмыстық ауданын \(2\) есе азайтып, арақашықтықтарын \(3\) есе кемітсе, конденсатордың сыйымдылығы

  11. Жазық конденсатор пластиналарының әрқайсысының  ауданы – \(200\) см\(^2\), ал олардың арақашықтығы – \(1\) см. Егер өрістің кернеулігі  \(500\) кВ/м болса, онда өрістің энергиясы

    \((\varepsilon_0=8,85\cdot10^{-12}\) Ф/м, \(\varepsilon=1)\)

  12. Сыйымдылығы \(3\) нФ жазық ауа конденсаторы \(100\) В потенциалдар айырмасына дейін зарядталған. Астарының ауданы \(– 10\) см\(^2\). Олардың астары бір-біріне қандай күшпен тартылады?

     

  13. Сыйымдылықтары бірдей  \(2\) мкФ екі конденсатор біріне-бірі тізбектей жалғанған. Осы конденсаторлардың батареясын \(100 \) В-ке дейін зарядтау үшін қанша заряд керек болады?

  14. Жазық ауа конденсаторының ішіндегі электр өрісінің кернеулігін табу керек. Оның заряды – \(0,5\) мкКл, ал пластиналарының ауданы \(– 500\) см\(^2\).

    \(( Ɛ_0= 8,85\cdot10^{-12} \)Кл\(^2\) /H·м\(^2)\) 

  15. Сыйымдылығы \(200\) пФ болатын конденсатор жасау үшін қалыңдығы \(0,2\) см (\(ε= 2\)) парафинделген қағаздың екі жағына да алюминий фольгадан жасалған дөңгелек желімдеп жапсырылды. Дөңгелектің диаметрі

  16. \(2⋅10^{-8}\) Кл заряды бар пластиналардың ауданы – \(10\) дм\(^2\). Пластиналар арасындағы қашықтық – \(0,5\) мм. Жазық конденсаторға диэлектрлік өтімділігі \(6\)-ға тең диэлектрик толтырылған. Конденсатордың сыйымдылығы, электр өрісінің кернеулігі және электр өрісінің энергиясы

  17. Парафинделген қағаздан жасаған диэлектригі бар жазық конденсатор пластиналарының арақашықтығы – \(2\) мм, ал пластиналар арасындағы кернеу – \(200\) В. Өріс энергиясының тығыздығы 

    (\(ε = 2,2\), \(ε_0 = 8,85⋅10^{-12}\) Ф/м)

Қате туралы хабарландыру