Od počátku studie elektřiny k řešeníotázka jeho akumulace a zachování byla úspěšná až v roce 1745 Ewaldem Jürgenem von Kleist a Peter van Mushenbruck. Vytvořeno v holandském zařízení Leyden umožněno akumulovat elektrickou energii a používat je v případě potřeby.
Leidenská banka je prototypem kondenzátoru. Jeho využití ve fyzikálních experimentech pokročilo ve studiu elektřiny daleko dopředu, umožnilo vytvořit prototyp elektrického proudu.
Sbírejte elektrický náboj a elektrickou energii -hlavním účelem kondenzátoru. Jedná se obvykle o systém dvou izolovaných vodičů umístěných co nejblíže k sobě. Prostor mezi vodiči je vyplněn dielektrikem. Nabíjení nahromaděné na vodičích se volí proti sobě navzájem. Vlastnost opačných poplatků přitahuje k její větší akumulaci. Dvojitá role je přiřazena dielektrickému: čím větší je dielektrická konstanta, tím větší je elektrická intenzita, náboje nemohou překonat bariéru a neutralizovat.
Elektrická intenzita je hlavní fyzikální veličina charakterizující schopnost kondenzátoru akumulovat náboj. Vodiče se nazývají desky, elektrické pole kondenzátoru je mezi nimi.
Energie nabitého kondenzátoru by zřejmě měla záviset na jeho kapacitě.
Energetický potenciál umožňuje použití kondenzátorů (velkých elektrických kapacit). Energie nabitého kondenzátoru se používá, pokud je zapotřebí použít krátký proudový impuls.
Jaké hodnoty závisí na elektrické intenzitě?Proces nabíjení kondenzátoru začíná připojením desek k pólu zdroje proudu. Nabíjení nahromaděné na jedné desce (jejíž hodnota q) se považuje za náboj kondenzátoru. Elektrické pole soustředěné mezi deskami má potenciální rozdíl U.
Elektrická intenzita (C) závisí na množství elektřiny soustředěné na jediném vodiči a na napětí pole: C = q / U.
Tato hodnota je měřena ve f (farad).
Kapacita celé Země se nedá srovnávat s kapacitou kondenzátoru, který má přibližně stejnou velikost jako notebook. V technice může být použita akumulovaná silná náplň.
Nicméně hromadí se neomezené množstvíelektřina na deskách není možná. Pokud napětí stoupne na maximální hodnotu, může dojít k výpadku kondenzátoru. Desky jsou neutralizovány, což může vést k poškození zařízení. Energie nabitého kondenzátoru je plně zahřátá.
Ohřev kondenzátoru je způsobenpřeměna energie elektrického pole na vnitřní. Schopnost kondenzátoru provádět práci na pohybu náboje signalizuje přítomnost přiměřené dodávky elektrické energie. Chcete-li zjistit, jak vysoká je energie nabitého kondenzátoru, zvážit proces jeho vypouštění. Při působení elektrického pole s napětím U proudí náboj velikosti q z jedné desky do druhé. Podle definice je provoz na poli roven produkci potenciálního rozdílu podle množství náboje: A = qU. Tento poměr platí pouze pro konstantní hodnotu napětí, ale v procesu vypouštění na deskách kondenzátoru se postupně snižuje na nulu. Abyste se vyhnuli nepřesnostem, vezměte průměrnou hodnotu U / 2.
Z vzorce elektrického výkonu máme: q = CU.
Energii nabitého kondenzátoru lze tedy stanovit podle vzorce:
W = CU2/ 2.
Vidíme, že jeho hodnota je větší, tím vyšší je elektrická intenzita a napětí. Abychom odpověděli na otázku, co je energií nabitého kondenzátoru, obráťme se na jejich odrůdy.
Protože energie elektrického pole,soustředěné uvnitř kondenzátoru, přímo souvisí s jeho kapacitou a fungování kondenzátorů závisí na jejich konstrukčních vlastnostech a používá různé typy pohonů.
V závislosti na typu jsou dalšíkondenzátory. Energie nabitého kondenzátoru závisí na vlastnostech dielektrika. Základním množstvím je dielektrická konstanta. Elektrická intenzita je přímo úměrná.
Zvažte nejjednodušší zařízení pro sběr elektrického náboje - plochý kondenzátor. Jedná se o fyzický systém dvou paralelních desek, mezi nimiž je dielektrická vrstva.
Tvar desek může být jak pravoúhlý, tak ikolo. Pokud je potřeba získat proměnnou kapacitu, deska se obvykle odebírá ve formě polopřísek. Otáčení jedné desky vzhledem k druhé vede ke změně oblasti desek.
Předpokládáme, že plocha jedné desky se rovnáS, vzdálenost mezi deskami je stejná jako d, dielektrická konstanta plniva je ε. Elektrická kapacita takového systému závisí pouze na geometrii kondenzátoru.
C = εε0S / d.
Vidíme, že kondenzátorová kapacita je přímo úměrná celkové ploše jedné desky a nepřímo úměrná vzdálenosti mezi nimi. Koeficient proporcionality je elektrická konstanta ε0. Увеличение диэлектрической проницаемости dielektrikum umožní zvýšit elektrickou kapacitu. Snižování plochy desek umožňuje získat kondenzátory pro ořezávání. Energie elektrického pole nabitého kondenzátoru závisí na jeho geometrických parametrech.
Použijte výpočtový vzorec: W = CU2/ 2.
Stanovení energie naplněného kondenzátoru plochého tvaru se provádí podle vzorce:
W = εε0S u2/ (2d).
Schopnost kondenzátorů plynule sbírat elektrický náboj a dostatečně rychle, aby se dala použít, se používá v různých technologických oblastech.
Spojení s induktory umožňuje vytvářet oscilační obvody, proudové filtry, zpětnovazební obvody.
Fotoflash, omračující zbraně, ve kterých docházítéměř okamžitý výboj, použijte schopnost kondenzátoru vytvořit silný proudový impuls. Kondenzátor je nabíjen ze stejnosměrného zdroje. Kondenzátor sám působí jako prvek, který přeruší obvod. Vypouštění v opačném směru probíhá skoro okamžitě pomocí lampy s malým ohmickým odporem. V omračovací pistoli je tento prvek lidské tělo.
Schopnost uchovávat na dlouhou dobunabíjení poskytuje skvělou příležitost použít jako ukládací zařízení nebo ukládání energie. V rádiovém inženýrství je tato vlastnost široce využívána.
Vyměňte baterii, bohužel kondenzátor neníprotože má funkci, která má být vyprázdněna. Akumulovaná energie nepřesáhne několik set joules. Baterie může ušetřit velké množství elektrické energie po dlouhou dobu a téměř bez ztráty.
