منذ بداية دراسة الكهرباء لحلهاكانت مسألة تراكمها وحفظها ممكنة فقط في عام 1745 إلى Ewald Jürgen von Kleist و Peter van Muschenbruck. يسمح لك الجهاز الذي تم إنشاؤه في جهاز Leiden الهولندي بتجميع الطاقة الكهربائية واستخدامها إذا لزم الأمر.
بنك Leyden - نموذج أولي من مكثف. وقد أدى استخدامها في التجارب الفيزيائية إلى تطوير دراسة الكهرباء مقدمًا ، مما يجعل من الممكن إنشاء نموذج أولي للتيار الكهربائي.
جمع الشحنة الكهربائية والكهرباء -الغرض الرئيسي من مكثف. عادة ما يكون هذا نظامًا من اثنين من الموصلات المعزولة يقعان في أقرب مكان ممكن لبعضهما البعض. تمتلئ المسافة بين الموصلات مع عازل. يتم اختيار الشحنة المتراكمة على الموصلات مقابل بعضها البعض. خاصية رسوم مقابل يجذب إلى تراكم أكبر. يتم تعيين الدور المزدوج للعزل الكهربائي: كلما زاد ثابت العزل الكهربائي ، كلما زادت شدة التيار الكهربائي ، لا يمكن للتكاليف التغلب على الحاجز وتحييده.
كثافة الكهرباء هي الكمية الفيزيائية الرئيسية التي تميز قدرة المكثف على تجميع الشحنة. تسمى الموصلات بلوحات ؛ المجال الكهربائي لمراكز مكثف بينهما.
يجب أن تعتمد طاقة المكثف المشحون على قدرته.
إمكانات الطاقة تجعل من الممكن استخدام المكثفات (سعة كهربائية كبيرة). يتم استخدام طاقة المكثف المشحون عند الضرورة لتطبيق نبضة تيار قصيرة.
ما هي القيم التي تعتمد على الكثافة الكهربائية؟تبدأ عملية شحن المكثف بتوصيل لوحاته إلى أقطاب المصدر الحالي. الشحنة المتراكمة على صفيحة واحدة (القيمة التي q) تؤخذ على أنها شحنة المكثف. المجال الكهربائي المركز بين الأطباق لديه فرق محتمل U.
تعتمد الشدة الكهربائية (C) على كمية الكهرباء المركزة على موصل واحد والجهد الكهربائي: C = q / U.
يتم قياس هذه القيمة في f (farad).
لا يمكن مقارنة قدرة الأرض بأكملها بسعة مكثف ، وهو تقريباً نفس حجم الكمبيوتر المحمول. يمكن استخدام الشحنة القوية المتراكمة في التقنية.
ومع ذلك تتراكم غير محدودةالكهرباء على لوحات غير ممكن. إذا ارتفع الجهد إلى القيمة القصوى ، فقد يحدث انهيار مكثف. يتم تحييد اللوحات ، مما قد يؤدي إلى تلف الجهاز. يتم تسخين طاقة المكثف المشحون بالكامل.
ومن المقرر أن التدفئة المكثف لتحويل مجال الطاقة الكهربائية إلى واحد داخلي. تشير قدرة المكثف على أداء العمل على حركة الشحنة إلى وجود إمدادات كافية من الكهرباء. لتحديد مدى ارتفاع طاقة المكثف المشحون ، فكر في عملية تفريغه. تحت عمل حقل كهربائي ذي جهد U ، تتدفق شحنة من q من صفيحة إلى أخرى. وبحسب التعريف ، فإن العملية الميدانية تساوي ناتج فرق الجهد بمقدار الشحن: A = qU. هذه النسبة صالحة فقط لقيمة الجهد المستمر ، ولكن في عملية التفريغ على ألواح المكثف ، تنخفض بالتدريج إلى الصفر. لتجنب عدم الدقة ، خذ متوسط U / 2.
من صيغة الطاقة الكهربائية لدينا: q = CU.
وبالتالي ، يمكن تحديد طاقة مكثف مشحون بواسطة الصيغة:
W = CU2/ 2.
نحن نرى أن قيمتها أكبر ، كلما زادت كثافة التيار الكهربائي والجهد. للإجابة على سؤال ما هي طاقة مكثف مشحون ، دعونا ننتقل إلى أصنافها.
منذ طاقة المجال الكهربائي ،تركز بشكل مكثف داخل مكثف ، ويرتبط مباشرة إلى قدرته ، ويعتمد تشغيل المكثفات على ميزات التصميم الخاصة بهم ، وذلك باستخدام أنواع مختلفة من محركات الأقراص.
اعتمادا على نوع ، وهناك أخرىالمكثفات. تعتمد طاقة المكثف المشحون على خصائص العازل الكهربائي. الكمية الأساسية هي ثابت العزل الكهربائي. كثافة كهربائية تتناسب طرديا مع ذلك.
النظر في أبسط جهاز لجمع الشحنة الكهربائية - مكثف مسطح. هذا نظام فيزيائي من لوحين متوازيين ، بينهما طبقة عازلة.
شكل لوحات يمكن أن يكون مستطيلا والجولة. إذا كانت هناك حاجة للحصول على سعة متغيرة ، فيتم أخذ اللوحة عادة على شكل نصف قرص. يؤدي دوران صفيحة واحدة إلى أخرى إلى تغيير في مساحة الصفائح.
نفترض أن مساحة لوحة واحدة تساويS ، يتم أخذ المسافة بين لوحات تساوي d ، ثابت العزل الكهربائي للحشو هو ε. تعتمد السعة الكهربائية لمثل هذا النظام فقط على هندسة المكثف.
C = εε0دإ / د.
نحن نرى أن مكثف مكثف يتناسب طرديا مع المساحة الكلية لصفيحة واحدة ويتناسب عكسيا مع المسافة بينهما. معامل التناسب هو ثابت كهربائي ε0. زيادة في ثابت العزل الكهربائيسوف عازل تسمح لزيادة القدرة الكهربائية. إن تخفيض مساحة الصفائح يسمح بتقطيع المكثفات. تعتمد طاقة المجال الكهربائي لمكثف مشحون على معلماته الهندسية.
استخدم صيغة الحساب: W = CU2/ 2.
يتم تحديد طاقة مكثف مشحون لشكل مسطح وفقًا للصيغة:
W = εε0ش2/ (2 د).
يتم استخدام قدرة المكثفات على جمع الشحنة الكهربائية بسلاسة وبسرعة كافية لإعطائها في مختلف مجالات التكنولوجيا.
الاتصال مع المحاثات يسمح لك بإنشاء الدوائر التذبذبية ، المرشحات الحالية ، دوائر التغذية المرتدة.
مشاعل ، والبنادق الصاعقة التي يحدثالتفريغ لحظية تقريبا ، واستخدام قدرة مكثف لإنشاء نبض الحالية القوية. يتم شحن المكثف من مصدر التيار المستمر. يعمل المكثف نفسه كعنصر يكسر الدائرة. يحدث التفريغ في الاتجاه المعاكس من خلال مصباح المقاومة الأومية الصغيرة على الفور تقريبا. في بندقية الصعق هذا العنصر هو جسم الإنسان.
القدرة على الحفاظ على المتراكمة لفترة طويلةتوفر تهمة فرصة رائعة لاستخدامها كجهاز تخزين أو تخزين الطاقة. في الهندسة اللاسلكية ، تستخدم هذه الخاصية على نطاق واسع.
Заменить аккумулятор, к сожалению, конденсатор не قادرة ، لأنه يحتوي على ميزة ليتم تفريغها. الطاقة المتراكمة لا تتجاوز بضع مئات من الجول. يمكن للبطارية توفير كمية كبيرة من الكهرباء لفترة طويلة وتقريبا دون خسارة.
