Π‘ΠΎΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠ°Π½ΠΈΠ΅

ЭнСргия элСктричСского поля

Π˜ΡΡ…ΠΎΠ΄Ρ ΠΈΠ· ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚ΠΎΠ², заряТСнный кондСнсатор ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ запас энСргии.

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ 1

ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора равняСтся Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅ Π²Π½Π΅ΡˆΠ½ΠΈΡ… сил, которая Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠ° для Π΅Π³ΠΎ зарядки.

Π•Π³ΠΎ заряТСниС прСдставляСтся ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ пСрСнос ΠΌΠ°Π»Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΉ Π·Π°Ρ€ΡΠ΄Π°Β βˆ†q>0 с ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΎ Π½Π° рисункС 1.7.1 Одна ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… заряТаСтся ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом, другая – ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ. ΠŸΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡ производится ΠΏΡ€ΠΈ ΡƒΠΆΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰Π΅ΠΌΡΡ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ зарядС q, Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΊΠ°ΠΊ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ сущСствуСт Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² U=qC, Π° ΠΏΡ€ΠΈ пСрСносС βˆ†q внСшниС силы ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°ΡŽΡ‚ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ βˆ†A=Uβˆ†q=qβˆ†qC.

НахоТдСниС энСргии We кондСнсатора с Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π‘ ΠΈ с зарядом Q производится с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ интСгрирования Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π΅Π»Π°Ρ… ΠΎΡ‚ 0 Π΄ΠΎ Q. Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ Π²ΠΈΠ΄:

We=A=Q22C.

Рисунок 1.7.1. ΠŸΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡ зарядки кондСнсатора.

НуТна ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒ прСподаватСля?

Опиши Π·Π°Π΄Π°Π½ΠΈΠ΅Β β€” и наши экспСрты Ρ‚Π΅Π±Π΅ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚!

ΠžΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ Π·Π°Π΄Π°Π½ΠΈΠ΅

ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора

БущСствуСт Π΅Ρ‰Π΅ ΠΎΠ΄Π½Π° эквивалСнтная запись заряТСнного кондСнсатора ΠΏΡ€ΠΈ использовании ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ Q=CU:

We=Q22C=CU22=QU2.

ЭлСктричСская энСргия We рассматриваСтся ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ. Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ для We Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π°ΠΌ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии EpΒ Π΄Π΅Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Ρ‹, Π° ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ:

Ep=kx22=F22k=Fx2, Π³Π΄Π΅ k являСтся ΠΆΠ΅ΡΡ‚ΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Ρ‹, Ρ… – Π΄Π΅Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ, F=kx – внСшнСй силой.

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ 2

Π‘ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ прСдставлСния элСктричСской энСргии говорят ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½Π° сосрСдоточСна ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора. Π’ связи с этим ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»Π° Π½Π°Π·Π²Π°Π½ΠΈΠ΅

энСргии элСктричСского поля. Π­Ρ‚ΠΎ объяснимо с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ ΠΈΠ»Π»ΡŽΡΡ‚Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ заряТСнного плоского кондСнсатора.

ОбъСмная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСской энСргии

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ 3

ΠΠ°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля плоского кондСнсатора равняСтся E=Ud, Π΅Π³ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ – C=Ξ΅0Ξ΅Sd.

ΠžΡ‚ΡΡŽΠ΄Π° слСдуСт, Ρ‡Ρ‚ΠΎ We=CΒ·U22=Ξ΅0·Ρ·SΒ·E2Β·d22d=Ξ΅0·Ρ·E22V, Π³Π΄Π΅ V=Sd ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ объСм пространства ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ с Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ΠΌ элСктричСского поля. Π”Π°Π½Π½ΠΎΠ΅ ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ физичСской Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹.

ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ 4

ЀизичСская Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° We=Ξ΅0·Ρ·E22 – это элСктричСская энСргия Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ объСма пространства, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ создаСтся элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅.

Π•Π΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ объСмной ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ элСктричСской энСргии.

ЭнСргия поля кондСнсатора, создаваСмая Π»ΡŽΠ±Ρ‹ΠΌΠΈ распрСдСлСниями элСктричСских зарядов Π² пространствС, находится ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ интСгрирования WeΒ ΠΏΠΎ всСму ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΌΡƒ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ Π±Ρ‹Π»ΠΎ создано элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅.

3.5. ЭнСргия элСктричСского поля

ЭнСргия заряТСнного ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. ΠŸΠΎΠ²Π΅Ρ€Ρ…Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° являСтся ΡΠΊΠ²ΠΈΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Ρ‹ Ρ‚Π΅Ρ… Ρ‚ΠΎΡ‡Π΅ΠΊ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… находятся Ρ‚ΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½Ρ‹Π΅ заряды dq, ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ ΠΈ Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Заряд

q, находящийся Π½Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ систСму Ρ‚ΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½Ρ‹Ρ… зарядов dq. Π’ΠΎΠ³Π΄Π° энСргия заряТСнного ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°

ΠŸΡ€ΠΈΠ½ΡΠ² Π²ΠΎ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Смкости, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π·Π°ΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ

Π›ΡŽΠ±ΠΎΠ΅ ΠΈΠ· этих Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ опрСдСляСт ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ заряТСнного ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.

ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора. ΠŸΡƒΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ кондСнсатора, Π½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ находится заряд +q, Ρ€Π°Π²Π΅Π½ , Π° ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ, Π½Π° ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ находится заряд —q, Ρ€Π°Π²Π΅Π½ . ЭнСргия Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ систСмы

.

Π­Π½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ заряТСнного кондСнсатора ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅

ЭнСргия элСктричСского поля. Π­Π½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ заряТСнного кондСнсатора ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹, Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π² Π·Π°Π·ΠΎΡ€Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ. Π‘Π΄Π΅Π»Π°Π΅ΠΌ это Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ плоского кондСнсатора. ΠŸΠΎΠ΄ΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²ΠΊΠ° выраТСния для Смкости Π² Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρƒ для энСргии кондСнсатора Π΄Π°Π΅Ρ‚

ЧастноС U / d Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ напряТСнности поля Π² Π·Π°Π·ΠΎΡ€Π΅; ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ SΒ·d прСдставляСт собой объСм V, Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ,

Если ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎ (Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ мСсто Π² плоском кондСнсаторС ΠΏΡ€ΠΈ расстоянии
d
ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ мСньшСм, Ρ‡Π΅ΠΌ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½Ρ‹Π΅ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΎΠΊ), Ρ‚ΠΎ Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π½Π°Ρ Π² Π½Π΅ΠΌ энСргия распрСдСляСтся Π² пространствС с постоянной ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ w. Π’ΠΎΠ³Π΄Π° объСмная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии элСктричСского поля Ρ€Π°Π²Π½Π°

C ΡƒΡ‡Π΅Ρ‚ΠΎΠΌ ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π·Π°ΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ

Π’ ΠΈΠ·ΠΎΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΠ½ΠΎΠΌ диэлСктрикС направлСния Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ² D ΠΈ E ΡΠΎΠ²ΠΏΠ°Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΠΈ
ΠŸΠΎΠ΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΠΌ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ , ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ

ΠŸΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ΅ слагаСмоС Π² этом Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ совпадаСт с ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ энСргии поля Π² Π²Π°ΠΊΡƒΡƒΠΌΠ΅. Π’Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ слагаСмоС прСдставляСт собой ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Π·Π°Ρ‚Ρ€Π°Ρ‡ΠΈΠ²Π°Π΅ΠΌΡƒΡŽ Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΡΡ€ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΡŽ диэлСктрика. ПокаТСм это Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ нСполярного диэлСктрика. ΠŸΠΎΠ»ΡΡ€ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΡ нСполярного диэлСктрика Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ заряды, входящиС Π² состав ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ», ΡΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈΠ· своих ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм элСктричСского поля
Π•
. Π’ расчСтС Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ объСма диэлСктрика Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°, затрачиваСмая Π½Π° смСщСниС зарядов qi Π½Π° Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ dri, составляСт

Π’Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π² скобках Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π΄ΠΈΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρ‹ объСма ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡΡ€ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ диэлСктрика Π . Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, .
Π’Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€
P
связан с Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ E ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ . ΠŸΠΎΠ΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΠ² это Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρƒ для Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ

ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Π΄Ρ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅, ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΠΌ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ, Π·Π°Ρ‚Ρ€Π°Ρ‡ΠΈΠ²Π°Π΅ΠΌΡƒΡŽ Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΡΡ€ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΡŽ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρ‹ объСма диэлСктрика

.

Зная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии поля Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ поля, Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π² любом объСмС V. Для этого Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»:


Вопросы

1) ΠΠ°ΠΏΠΈΡˆΠΈΡ‚Π΅ ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ, Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ заряТСнного кондСнсатора. ΠžΠΏΠΈΡˆΠΈΡ‚Π΅ ситуации, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… использованиС ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ-Π»ΠΈΠ±ΠΎ ΠΈΠ· ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΉ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΡ‡Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ
2) ΠΠ°ΠΏΠΈΡˆΠΈΡ‚Π΅ ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ (ΠΈΡ… 3), Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΌΠ½ΡƒΡŽ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии элСктричСского поля. Π’Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚Π΅ эти ΠΆΠ΅ ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ свободных ΠΈ связанных зарядов.

ЭнСргия поля кондСнсатора

Вся энСргия заряТСнного кондСнсатора накапливаСтся Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΅Π³ΠΎ пластинами. Π­Π½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, ΡΠΎΡΡ€Π΅Π΄ΠΎΡ‚ΠΎΡ‡Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π² кондСнсаторС, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ. Π”Π°Π²Π°ΠΉΡ‚Π΅ прСдставим сСбС, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΡ‹ заряТаСм Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π½Π΅ сразу, Π° ΠΏΠΎΡ‚ΠΈΡ…ΠΎΠ½ΡŒΠΊΡƒ, пСрСнося элСктричСскиС заряды с ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Π΅Π³ΠΎ мСталличСской пластины Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ.

Π’ΠΎ врСмя пСрСноса ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ заряда Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°, ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½Π°Ρ Π½Π°ΠΌΠΈ, Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ нСбольшой. На ΡƒΠΆΠ΅ Π½Π° пСрСнос Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ элСктричСского заряда ΠΌΡ‹ истратим большС энСргии, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈΠ·-Π·Π° пСрСноса ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ заряда, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ мСталличСскими пластинами кондСнсатора Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ², ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ Π½Π°ΠΌ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ΄ΠΎΠ»Π΅Π²Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΠΈΠΉ, Ρ‡Π΅Ρ‚Π²Π΅Ρ€Ρ‚Ρ‹ΠΉ ΠΈ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π·Π° Π½ΠΈΠΌΠΈ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ заряд Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ‚Ρ€ΡƒΠ΄Π½Π΅Π΅ ΠΈ Π½Π° ΠΈΡ… пСрСнос придСтся Ρ€Π°ΡΡ…ΠΎΠ΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ всС большС ΠΈ большС энСргии. ΠŸΡƒΡΡ‚ΡŒ ΠΌΡ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊΠΈΠ½Π΅ΠΌ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ количСство зарядов, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΌΡ‹ условно ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡ΠΈΠΌ латинской Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ Q .

ЭнСргия поля кондСнсатора — ΠΎΠ±ΡƒΡ‡Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π²ΠΈΠ΄Π΅ΠΎ Ρ„ΠΈΠ»ΡŒΠΌ

Вся энСргия, потрачСнная ΠΏΡ€ΠΈ зарядС кондСнсатора, ΡΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΅Π³ΠΎ мСталличСскими пластинами. НапряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора Π² ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ процСсса заряда ΠΌΡ‹ условно ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡ΠΈΠΌ латинской Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ U .

Как ΠΌΡ‹ ΡƒΠΆΠ΅ поняли, Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π² процСссС заряда Смкости Π½Π΅ остаСтся постоянной, Π° постСпСнно возрастаСт ΠΎΡ‚ нуля — Π² Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π΅ заряда — Π΄ΠΎ своСго ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ значСния напряТСния. Для упрощСния расчСта энСргии поля допустим, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΡ‹ пСрСнСсли ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ вСсь элСктричСский заряд Q с ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ пластины Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ Π½Π΅ малСнькими частями, Π° сразу. Но ΠΏΡ€ΠΈ этом ΠΌΡ‹ считаСм, Ρ‡Ρ‚ΠΎ напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ мСталличСскими пластинами Π±Ρ‹Π»ΠΎ Π½Π΅ ноль, ΠΊΠ°ΠΊ Π² Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚, ΠΈ Π½Π΅ ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ΅-Ρ‚ΠΎ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅

U , ΠΊΠ°ΠΊ Π² ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ процСсса заряда, Π° Ρ€Π°Π²Π½ΡΠ»ΠΎΡΡŒ ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΌΡƒ-Ρ‚ΠΎ срСднСму Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΡŽ ΠΎΡ‚ нуля ΠΈ Π΄ΠΎ U, Ρ‚. Π΅. ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π΅ U . Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, энСргия, накоплСнная Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ Смкости, Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π΅ напряТСния U, ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ вСсь заряд пСрСнСсСнного элСктричСства Q .

Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ напряТСниС измСряСтся Π² Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ…, Π° количСство элСктричСства — Π² ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½Π°Ρ…, Ρ‚ΠΎ энСргия W Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π² дТоулях. Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ заряд, Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Смкости, Ρ€Π°Π²Π΅Π½ Q = CΓ—U , Ρ‚ΠΎ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρƒ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π·Π°ΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ Π² ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ΅:

Π­Ρ‚Π° ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ²ΡˆΠ΅Π΅ΡΡ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ Π½Π°ΠΌ ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ энСргия, накоплСнная Π² ΠΏΠΎΠ»Π΅ кондСнсатора, Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π΅ произвСдСния Смкости Π½Π° ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚ напряТСния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΅Π³ΠΎ мСталличСскими пластинами .

Π”ΡƒΠΌΠ°ΡŽ Π΄Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄ ΠΌΡ‹ Π΅Ρ‰Π΅ вспомним ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ΠΎ ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠ½Ρ‚ΡƒΡ€Π°Ρ….

ЭнСргия заряТСнной Смкости

ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ — это простой элСктротСхничСский ΠΏΡ€ΠΈΠ±ΠΎΡ€, ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΉ свойством накоплСния энСргиСй поля


Π­ΠΠ•Π Π“Π˜Π― Π­Π›Π•ΠšΠ’Π Π˜Π§Π•Π‘ΠšΠžΠ“Πž ΠŸΠžΠ›Π― ΠšΠžΠΠ”Π•ΠΠ‘ΠΠ’ΠžΠ Π


энСргия поля кондСнсатора — Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚ ΠΈΠ· курса Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ Π»Π΅ΠΊΡ†ΠΈΠΉ ΠΏΠΎ элСктротСхникС с основами элСктроники.

ΠŸΡ€ΠΈ зарядС кондСнсатора внСшний источник расходуСт ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π½Π° Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ зарядов Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅. ΠšΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°Ρ… кондСнсатора. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, исходя ΠΈΠ· Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Π° сохранСния энСргии, ΠΎΠ½Π° Π½ΠΈΠΊΡƒΠ΄Π° Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚, Π° остаСтся Π² кондСнсаторС. ЭнСргия Π² кондСнсаторС запасаСтся Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ силы взаимодСйствия ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов находящихся Π½Π° Π΅Π³ΠΎ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°Ρ…. Π’ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ элСктричСского поля. ΠšΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ сосрСдоточСно ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами. Π­Ρ‚ΠΎ взаимодСйствиС стрСмится ΠΏΡ€ΠΈΡ‚ΡΠ½ΡƒΡ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΡƒ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ, ΠΊΠ°ΠΊ извСстно Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΈΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ заряды ΠΏΡ€ΠΈΡ‚ΡΠ³ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ.

Как извСстно ΠΈΠ· ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠΊΠΈ F=mg , Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½ΠΎ Π² элСктрикС F=qE , Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ массы ΠΈΠ³Ρ€Π°Π΅Ρ‚ заряд, Π° Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ сили притяТСния Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΡ‘Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ поля.

Π Π°Π±ΠΎΡ‚Π° ΠΏΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΡŽ заряда Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ выглядит Ρ‚Π°ΠΊ:A=qEd1-qEd2=qEd

C Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ стороны Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Ρ€Π°Π²Π½Π° Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… энСргий A=W1-W2=W.

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ эти Π΄Π²Π° выраТСния ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия накоплСнная Π² кондСнсаторС Ρ€Π°Π²Π½Π°:

Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° 1 β€” ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора

НС Ρ‚Ρ€ΡƒΠ΄Π½ΠΎ Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΏΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ° Π½Π° ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ ΠΈΠ· ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠΊΠΈ W=mgh .

Если провСсти аналогию с ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠΊΠΎΠΉ: ΠŸΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΠΌ камСнь, находящийся Π½Π° ΠΊΡ€Ρ‹ΡˆΠ΅ здания. Π—Π΄Π΅ΡΡŒ взаимодСйствуСт масса Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈ с массой камня посрСдством силы тяТСсти, Π° Π·Π΄Π°Π½ΠΈΠ΅ высотой h противодСйствуСт силС Π³Ρ€Π°Π²ΠΈΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΈ. Если Π·Π΄Π°Π½ΠΈΠ΅ ΡƒΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒ камСнь ΡƒΠΏΠ°Π΄Π΅Ρ‚, ΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΉΠ΄Π΅Ρ‚ Π² ΠΊΠΈΠ½Π΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ.

Π’ элСктростатикС ΠΆΠ΅ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²Π° Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΈΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… заряда стрСмящихся притянутся Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ ΠΈΠΌ противодСйствуСт диэлСктрик Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½ΠΎΠΉ d находящийся ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ. Если ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ Π·Π°ΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ собой Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия заряда ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΉΠ΄Π΅Ρ‚ Π² ΠΊΠΈΠ½Π΅Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π² Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎ.

Π’ элСктротСхникС Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π° для энСргии Π² Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΌ Π²ΠΈΠ΄Π΅ Π½Π΅ примСняСтся. Π•Π΅ ΡƒΠ΄ΠΎΠ±Π½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора ΠΈ напряТСниС, Π΄ΠΎ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΠ½ заряТСн.

Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ заряд кондСнсатора опрСдСляСтся зарядом ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· Π΅Π³ΠΎ пластин Ρ‚ΠΎ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΡ‘Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ поля, создаваСмая Сю, Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π½Π° E/2 . ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ складываСтся ΠΈΠ· ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ создаваСмых ΠΎΠ±Π΅ΠΈΠΌΠΈ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ заряТСнии ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎ, Π½ΠΎ с ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ Π·Π½Π°ΠΊΠΎΠΌ.

Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, энСргия кондСнсатора Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π²ΠΈΠ΄: W=q(E/2)d

Π’ заряТСнном кондСнсаторС Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π° (Π°ΠΊΠΊΡƒΠΌΡƒΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π°) элСктричСская энСргия. Π­Ρ‚Π° энСргия кондСнсатора Ρ€Π°Π²Π½Π° Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠΉ для зарядки кондСнсатора.
ΠŸΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡ зарядки кондСнсатора состоит, ΠΏΠΎ сути, Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ заряд с ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ пластины пСрСносится Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ. ИмСнно это ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ источник напряТСния, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ ΠΊ кондСнсатору. Π‘Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π°, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° кондСнсатор Π½Π΅ заряТСн, для пСрСноса ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΈ заряда Π½Π΅ трСбуСтся Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹.
Но ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ΠΈΠ· пластин ΡƒΠΆΠ΅ имССтся заряд, для пополнСния Π΅Π³ΠΎ приходится ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Ρ‚ΡŒ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² сил элСктричСского отталкивания. Π§Π΅ΠΌ большС Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ пластинами заряд, Ρ‚Π΅ΠΌ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΡƒΡŽ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠΈΡ‚ΡŒ для Π΅Π³ΠΎ увСличСния. Если Π½Π° пластинах сущСствуСт Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² V , Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° ΠΏΠΎ пСрСносу элСмСнта заряда dq Ρ€Π°Π²Π½Π° dW = V dq . ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ V= q/C , Π³Π΄Π΅ Π‘ — Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора, Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° ΠΏΠΎ Π΅Π³ΠΎ заряду составит:

Π˜Ρ‚Π°ΠΊ, ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΡΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ энСргия, запасСнная, ΠΈΠ»ΠΈ аккумулированная, кондСнсатором, Ρ€Π°Π²Π½Π°

Ссли заряды ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΎΠΊ кондСнсатора Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π‘ Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ соотвСтствСнно +Q ΠΈ -Q . А Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Q = Π‘V , Π³Π΄Π΅ V — Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ, ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Π½Π°ΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ

ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ 25.5 . ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 20 ΠΌΠΊΠ€ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ напряТСниСм 12 Π’. ΠšΠ°ΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ запасти кондСнсатор?

РСшСниС . Богласно (25.5),

ЭнСргия Π½Π΅ являСтся «вСщСствСнной субстанциСй», поэтому ΠΎΠ½Π° вовсС Π½Π΅ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π³Π΄Π΅-Ρ‚ΠΎ сосрСдоточСна. Π’Π΅ΠΌ Π½Π΅ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ принято ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½Π° запасСна элСктричСским ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами.
Для ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π° Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΠΌ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ плоского кондСнсатора Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля. ΠœΡ‹ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π»ΠΈ [см. (24.3)], Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами сущСствуСт ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠ·ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π• ΠΈ Π΅Π³ΠΎ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ связана с Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ V = Ed , Π³Π΄Π΅ d — расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами.
ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, согласно (25.2), Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора Ρ€Π°Π²Π½Π° Π‘ = s 0 A/d . Π’ΠΎΠ³Π΄Π°

ΠŸΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ad Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ объСм, Π·Π°Π½ΠΈΠΌΠ°Π΅ΠΌΡ‹ΠΉ элСктричСским ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ Π• . Π Π°Π·Π΄Π΅Π»ΠΈΠ² ΠΎΠ±Π΅ части Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ Π½Π° объСм, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для энСргии, запасСнной Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π΅ объСма, ΠΈΠ»ΠΈ плотности энСргии u :

ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктростатичСской энСргии, запасСнной Π² любой части пространства, ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Ρƒ напряТСнности элСктричСского поля Π² этой области .

Π’Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ (25.6) ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΎ для частного случая плоского кондСнсатора. МоТно ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΎ справСдливо для любой области пространства, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ сущСствуСт элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅.

ΠŸΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ слСдуСт. ΠšΠΎΡ€ΠΎΡ‚ΠΊΠΎ ΠΎ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ ΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠ°Ρ†ΠΈΠΈ:

ЗамСчания ΠΈ прСдлоТСния ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎ адрСсу [emailΒ protected]

К ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚Ρƒ написания этого Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π° Π² сСти Π±Ρ‹Π»ΠΈ довольно ΠΌΠ°Π»ΠΎ Π΄ΠΎΡ…ΠΎΠ΄Ρ‡ΠΈΠ²ΠΎΠ³ΠΎ описания ионисторов. И Π°Π²Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ этих ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² часто использовали Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½ «Π”Π²ΠΎΠΉΠ½ΠΎΠΉ элСктричСский слой». НС Ρ…ΠΎΡ‡Ρƒ Ρ€ΡƒΠ³Π°Ρ‚ΡŒ Π»ΡŽΠ±ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ строгой Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ, Π½ΠΎ Π½Π° процСсс понимания ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΠΎΠ² Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ ионистора эти Ρ‚Ρ€ΠΈ слова ΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ влияниС. Π˜Ρ‚Π°ΠΊ, дальшС тСкст с понятными словами.

Π˜ΠΎΠ½ΠΈΡΡ‚ΠΎΡ€ — это супСркондСнсатор

НазначСниС ионистора — Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ элСктричСский заряд. И Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ ΠΎΠ½ Π΅Π³ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹ΠΉ элСктричСский кондСнсатор. Из школьного курса Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ: ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹ΠΉ кондСнсатор — это Π΄Π²Π΅ пластины Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ изолятором. Когда Π½Π° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΈΠ½ появляСтся ΠΈΠ·Π±Ρ‹Ρ‚ΠΎΠΊ элСктронов, Π° Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ — нСдостаток, элСктроны (-) с ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ пластины ΡƒΡΡ‚Ρ€Π΅ΠΌΠ»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅ ΠΊΠΎ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ — ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ-заряТСнной (+). И Ссли ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΉΠΊΡƒ ΠΎΡ‚ кондСнсатора, Ρ‚ΠΎ напряТСниС Π½Π° Π½Π΅ΠΌ останСтся, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΈΠ½Π°Ρ… разная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктронов.

МоТно ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹ΠΉ кондСнсатор для накоплСния энСргии, Π½ΠΎ Π΅Π³ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ°Π»Π°.

РасчСт энСргии кондСнсатора

W = (C * U 2)/2

W = (0.000001 * 1 2) / 2 = 0,0000005 Π”ΠΆΠΎΡƒΠ»Π΅ΠΉ.

Π­Ρ‚ΠΎ Π½Π΅ энСргия, Π° слСзы. Для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡΠ΄Π²ΠΈΠ½ΡƒΡ‚ΡŒ Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ±ΠΈΠ»ΡŒ с мСста — ΠΌΠ°Π»ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΠΎ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚. Из Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΠ»ΠΈ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ, ΠΈΠ»ΠΈ напряТСниС. Но напряТСниС ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ слоТно. Π Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ с напряТСниС Π² ΠΌΠΈΠ»Π»ΠΈΠ°Ρ€Π΄ Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚ нСприятно. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ остаСтся ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΏΡƒΡ‚ΡŒ — ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Ρ‚ΡŒ пластин ΠΈΠ»ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Ρ‚ΡŒ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ. Π˜ΠΎΠ½ΠΈΡ‚ΠΎΡ€, ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π°Π·, ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠΎΡ…Π²Π°ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ ΠΈ нСвСроятно малСньким расстояниСм ΠΈ ΠΎΠ³Ρ€ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠΉ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒΡŽ. А дСлаСтся это Ρ‚Π°ΠΊ.

Как Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π΅Ρ‚ ионистор

Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ Π² ионисторах ΠΎΡ‚ΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‚ пластин. Они Π΅ΡΡ‚ΡŒ, Π½ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ ΠΈΡ… ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΠΈ большС Π½Π΅ зависит. Π’ ионисторС Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΈΠ½ выполняСт ΠΏΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΎΠΊ ΠΈΠ· ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π°. Π£Π³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄, Ρ…ΠΎΡ‚ΡŒ ΠΈ Π½Π΅ яляСтся ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠΌ, Π½ΠΎ Ρƒ Π½Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ свободных элСктронов ΠΈ, соотвСтствСнно, ΠΎΠ½ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. Π•Π³ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΠΊΡ€Π°ΡˆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈ массу ΠΈΠ· этого ΠΏΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊ элСктроду. ΠžΠ±Ρ‰Π°Ρ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ элСктрода увСличится Π² ΠΌΠΈΠ»Π»ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ Ρ€Π°Π·. Π’Π°ΠΊ ΠΆΠ΅ ΠΏΠΎΡΡ‚ΡƒΠΏΠ°ΡŽΡ‚ ΠΈ со Π²Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌ элСктродом. Но ΠΏΠΎΠΊΠ° Ρƒ нас эти элСктроды Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Ρ‹ Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…ΠΎΠΌ. Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΎΠΊΡƒΠ½Π°Π΅ΠΌ эти элСктроны, Π² элСктролит.

ΠŸΡƒΡΡ‚ΡŒ элСктролитом Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ обычная солСная Π²ΠΎΠ΄Π° (NaCl ΠΈ H 2 O). Из Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ извСстно, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² элСктролитах Ρ‚ΠΎΠΊ Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Ρ‚ благодаря ΠΈΠΎΠ½Π°ΠΌ — заряТСнным частицам вСщСства. Π’ нашСм случаС это Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ натрия (Na+) ΠΈ ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ Ρ…Π»ΠΎΡ€Π° (Cl-).

ЗаряТаСм ионистор

Если ΠΏΠΎΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ напряТСниС Π½Π° элСктроды, Ρ‚ΠΎ ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ натрия ΠΏΠΎΠ±Π΅Π³ΡƒΡ‚ ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ элСктроду, Π° ΠΈΠΎΠ½Ρ‹ Ρ…Π»ΠΎΡ€Π° ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΈ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ процСсс заряда ионистора.

Π’ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ†ΠΎΠ², Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнной массС ΠΈΠ· ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π° Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ максимальноС количСство ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Ρ…Π»ΠΎΡ€Π°, Π° Π½Π° ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ — ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² натрия. Π˜ΠΎΠ½Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΈΠΏΠ½ΡƒΡ‚ ΠΊ частицам ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π° со всСх сторон ΠΈ останутся Ρ‚Π°ΠΌ, Π΄Π°ΠΆΠ΅ Ссли ΡƒΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒ внСшний источник напряТСния.

Π’ΠΎΡ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ ΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π΅Ρ‚ ионистор. Π’ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π²Π°ΠΆΠ½ΠΎΠ΅ ΡƒΡ‚ΠΎΡ‡Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅. Π£Π³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Π΅ массы элСктродов Π½Π΅ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Ρ‹ ΡΠΎΠΏΡ€ΠΈΠΊΠΎΡΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ элСктроны с ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π½Π΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π±Π΅ΠΆΠ°Π»ΠΈ Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктродами ΠΈΠ· пористого угля ΠΏΠΎΠΌΠ΅ΠΆΠ°ΡŽΡ‚ изолятор. Π•Π³ΠΎ Π΅Ρ‰Π΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ сСпаратором ΠΈΠ»ΠΈ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΌ. Π£ Π½Π΅Π³ΠΎ Π΄Π²Π΅ Ρ€ΠΎΠ»ΠΈ:

  • Π½Π΅ Π΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΠΎΠ½Π°ΠΌ ΡΠ°ΠΌΠΎΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктродами
  • ΠΈΡΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ прикосновСния элСктровов ΠΈΠ· ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π° ΠΈ Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈΠ· элСктронов
  • РазряТаСм ионистор

    Если ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π°Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΊΡƒ ΠΊ заряТСнному ионистору, Ρ‚ΠΎ Ρƒ элСктронов ΠΈΠ· ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹Ρ… элСктродов ΠΏΠΎΡΠ²ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ стимул ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π±Π΅ΠΆΠ°Ρ‚ΡŒ Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ элСктрод, ΠΏΡ€ΠΎΠ΄Π΅Π»Π°Π² Ρ‚Π°ΠΊ Π½ΡƒΠΆΠ½ΡƒΡŽ Π½Π°ΠΌ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ. Заряд Π½Π° элСктродах ΠΏΠΎ ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ разрядки ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ ΠΈ ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄ большС Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΈΡ… ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ. И элСктролит снова становится ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ.

    РасчСт энСргии ионистора

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ соврСмСнных ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠ°Ρ‚ΡŽΡ€Π½Ρ‹Ρ… ионисторов достигаСт Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ† Π€Π°Ρ€Π°Π΄. Для ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹Ρ… кондСнсаторов — это Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π° ΠœΠ˜ΠšΠ ΠžΡ„Π°Ρ€Π°Π΄. Π’.Π΅. Ссли Π²ΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»ΠΎΠΉ, Ρ‚ΠΎ получится Ρ‡Ρ‚ΠΎ ионистор Π½Π° 100 Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄ ΠΏΡ€ΠΈ напряТСнии Π² 1 Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡΠΎΡ…Ρ€Π°Π½ΡΡ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² 50 Π”ΠΆΠΎΡƒΠ»Π΅ΠΉ. А это ΡƒΠΆΠ΅ Π½Π΅ΠΏΠ»ΠΎΡ…ΠΎ.

    ВСория ΠΏΠΎ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅ для Π•Π“Π­, пособия ΠΏΠΎ ΠΏΠΎΠ΄Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²ΠΊΠ΅ ΠΈ справочныС ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹ Π² МосквС

    ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ диэлСктрики Π² элСктростатичСском ΠΏΠΎΠ»Π΅. ДиэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ вСщСства. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ. ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹. ПолС плоского кондСнсатора. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора. ΠŸΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ соСдинСниС кондСнсаторов. ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора.

  • ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ диэлСктрики Π² элСктростатичСском ΠΏΠΎΠ»Π΅

    ВСщСства Π² ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ диэлСктрики.

    Основная ΠΎΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ β€” Π½Π°Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ свободных зарядов (элСктронов), ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ Π² Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠΌ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ ΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎ всСму ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΌΡƒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.

    Π’ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ β€” ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρ‹.

  • ДиэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ вСщСства

    Π’ отсутствиС внСшнСго поля Π² любом элСмСнтС объСма ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ свободный заряд компСнсируСтся ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠΉ Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ. Π’ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅, внСсСнном Π² элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, происходит пСрСраспрСдСлСниС свободных зарядов, Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ Ρ‡Π΅Π³ΠΎ Π½Π° повСрхности ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‚ нСскомпСнсированныС ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ процСсс Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ элСктростатичСской ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠ΅ΠΉ, Π° появившиСся Π½Π° повСрхности ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° заряды β€” ΠΈΠ½Π΄ΡƒΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ зарядами.

    Π’ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Π² диэлСктриках (изоляторах) Π½Π΅Ρ‚ свободных элСктричСских зарядов. Они состоят ΠΈΠ· Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΈΠ»ΠΈ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ». ЗаряТСнныС частицы Π² Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ΅ связаны Π΄Ρ€ΡƒΠ³ с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌ ΠΈ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎΠ΄ дСйствиСм элСктричСского поля ΠΏΠΎ всСму ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΌΡƒ диэлСктрика.

  • ЀизичСская Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°, равная ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ модуля напряТСнности \(\vec{E}_0\) внСшнСго элСктричСского поля Π² Π²Π°ΠΊΡƒΡƒΠΌΠ΅ ΠΊ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŽ напряТСнности \(\vec{E}\) ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ диэлСктрикС, называСтся диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ вСщСства \(\varepsilon\).

    \[\varepsilon=\dfrac{\vec{E}_0}{\vec{E}}\]

  • Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ систСмы ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² называСтся физичСская Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°, опрСдСляСмая ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ заряда \(q\) ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΊ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² \(\Delta \varphi\) ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ:

    \[\fbox{$C=\dfrac{q}{\Delta \varphi}$}\]

    Π•Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρ‹ измСрСния: \(\displaystyle [\text{Π€}]\) (Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄).

    Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° элСктроСмкости зависит ΠΎΡ‚ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹ ΠΈ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΈ ΠΎΡ‚ свойств диэлСктрика, Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ.

  • Π‘ΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠ½Ρ„ΠΈΠ³ΡƒΡ€Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ оказываСтся сосрСдоточСнным (Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌ) лишь Π² Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ области пространства. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ систСмы Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ кондСнсаторами, Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ, ΡΠΎΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ кондСнсатор, β€” ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ.

  • Плоский кондСнсатор β€” систСма ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… плоских проводящих пластин, располоТСнных ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ Π½Π° ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΌ ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈ пластин расстоянии ΠΈ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… слоСм диэлСктрика.

  • Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора

    Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² \(\Delta \varphi\) ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ Ρ€Π°Π²Π½Π° \(Ed\), Π³Π΄Π΅ \(d\) β€” расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами. Из этих ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΉ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρƒ для элСктроСмкости плоского кондСнсатора:

    \[C=\dfrac{q}{\Delta \varphi}=\dfrac{\sigma S}{Ed}=\dfrac{\varepsilon_0S}{d}\]

    Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΠΈ пластин (ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΎΠΊ) ΠΈ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° Ρ€Π°ΡΡΡ‚ΠΎΡΠ½ΠΈΡŽ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ. Если пространство ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΎ диэлСктриком, ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора увСличиваСтся Π² \(\varepsilon\) Ρ€Π°Π·:

    \[\fbox{$C=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon S}{d}$}\]

  • ЭлСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ плоского кондСнсатора Π² основном Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами; ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ, Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ ΠΊΡ€Π°Π΅Π² пластин ΠΈ Π² ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΌ пространствС Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ слабоС элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ рассСяния. Π’ Ρ†Π΅Π»ΠΎΠΌ рядС Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π½Π΅Π±Ρ€Π΅Π³Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ рассСяния ΠΈ ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ плоского кондСнсатора Ρ†Π΅Π»ΠΈΠΊΠΎΠΌ сосрСдоточСно ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΅Π³ΠΎ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ.

  • ΠŸΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ соСдинСниС кондСнсаторов

    Для достиТСния Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎΠΉ Смкости ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ напряТСнии, ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ‹ΡˆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΌ номинальноС напряТСниС, кондСнсаторы, ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΡΡ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ. Π›ΡŽΠ±ΠΎΠ΅ ΠΆΠ΅ слоТноС соСдинСниС состоит ΠΈΠ· Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΉ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ соСдинСний.

    • ΠŸΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ соСдинСниС кондСнсаторов

      ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ соСдинСнии, кондСнсаторы ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Ρ‹ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ ΠΈ послСдний кондСнсатор ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Ρ‹ ΠΊ источнику Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· своих пластин. Заряд ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ² Π½Π° всСх пластинах, Π½ΠΎ внСшниС Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‚ источника, Π° Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π·Π° счСт раздСлСния зарядов Ρ€Π°Π½Π΅Π΅ Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π²ΡˆΠΈΡ… Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π°. ΠŸΡ€ΠΈ этом заряд кондСнсаторов Π² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ мСньшС, Ρ‡Π΅ΠΌ, Ссли Π±Ρ‹ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ кондСнсатор ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Π»ΡΡ Π±Ρ‹ ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΈ общая Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ кондСнсаторов мСньшС.

      НапряТСниС Π½Π° Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΌ участкС Ρ†Π΅ΠΏΠΈ соотносятся ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ:

      \[\fbox{$U=U_1+U_2$}\]

      Зная, Ρ‡Ρ‚ΠΎ напряТСниС кондСнсатора ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· заряд ΠΈ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ, запишСм:

      \[\dfrac{q}{C}=\dfrac{q}{C_1}+\dfrac{q}{C_2}\]

      Π‘ΠΎΠΊΡ€Π°Ρ‚ΠΈΠ² Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π½Π° \(Q\), ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρƒ:

      \[\fbox{$\dfrac{1}{C}=\dfrac{1}{C_1}+\dfrac{1}{C_2}$}\]

      ΠžΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° эквивалСнтная Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ кондСнсаторов соСдинСнных ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ:

      \[\fbox{$C=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}$}\]

    • ΠŸΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ соСдинСниС кондСнсаторов

      ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ соСдинСнии кондСнсаторов напряТСниС Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°Ρ… ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ΅, Π° заряды Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Π΅.

      Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π³ΠΎ заряда ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсаторами, Ρ€Π°Π²Π½Π° суммС зарядов всСх ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… кондСнсаторов. Π’ случаС Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… кондСнсаторов:

      \[\fbox{$q=q_1+q_2$}\]

      Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ заряд кондСнсатора

      \[q=CU\]

      А напряТСния Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ ΠΈΠ· кондСнсаторов Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ΠΌ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π΅ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для эквивалСнтной Смкости Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ соСдинСнных кондСнсаторов

      \[CU=C_1U+C_2U\]

      \[\fbox{$C=C_1+C_2$}\]

    • По сути, расчСт ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΉ Смкости кондСнсаторов схоТ с расчСтом ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π³ΠΎ сопротивлСния Ρ†Π΅ΠΏΠΈ Π² случаС с ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ соСдинСниСм, Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ этом, Π·Π΅Ρ€ΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½.

  • ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора

    ЗаряТСнный кондСнсатор ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ энСргиСй. Π’ этом ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΠ±Π΅Π΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π½Π° ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Π΅. Если Π·Π°Ρ€ΡΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ кондСнсатор ΠΈ Π·Π°ΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ Π½Π° Π»Π°ΠΌΠΏΠΎΡ‡ΠΊΡƒ, Ρ‚ΠΎ (ΠΏΡ€ΠΈ условии Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‘ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора достаточно Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠ°) Π»Π°ΠΌΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ° Π½Π΅Π½Π°Π΄ΠΎΠ»Π³ΠΎ загорится. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Π² заряТСнном кондСнсаторС запасСна энСргия, которая ΠΈ выдСляСтся ΠΏΡ€ΠΈ Π΅Π³ΠΎ разрядкС.

    Вычислим эту ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ: Π½Π°Ρ‡Π½Ρ‘ΠΌ с плоского Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора.

    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΠΈΠΌ Π½Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ вопрос: ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ²Π° силу притяТСния Π΅Π³ΠΎ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΎΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ. Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅: заряд кондСнсатора \(q\), ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΎΠΊ \(S\). Π’ΠΎΠ·ΡŒΠΌΡ‘ΠΌ Π½Π° Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ΅ Π½Π°ΡΡ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΌΠ°Π»Π΅Π½ΡŒΠΊΡƒΡŽ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΠΊΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ заряд \(q_0\) этой ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΠΊΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΡ‡Π΅Ρ‡Π½Ρ‹ΠΌ. Π”Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ заряд притягиваСтся ΠΊ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ΅ с силой

    \[F_0 = q_0E_1,\]

    Π³Π΄Π΅ \(E_1\) β€” Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΡ‘Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ поля ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ:

    \[E_1=\dfrac{\sigma}{2\varepsilon_0}=\dfrac{q}{2\varepsilon_0S}\]

    Π—Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚

    \[F_0=\dfrac{qq_0}{2\varepsilon_0S}\]

    НаправлСна эта сила ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ линиям поля (Ρ‚.Π΅. пСрпСндикулярно пластинам). Π Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ сила \(F\) притяТСния Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ ΠΊ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ складываСтся ΠΈΠ· всСх этих сил \(F_0\), с ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΡ‚ΡΠ³ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ΅ всСвозмоТныС малСнькиС заряды \(q_0\) Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ. ΠŸΡ€ΠΈ этом суммировании постоянный ΠΌΠ½ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ \(\displaystyle\dfrac{q}{2\varepsilon_0S}\) вынСсСтся Π·Π° скобку, Π° Π² скобкС ΠΏΡ€ΠΎΡΡƒΠΌΠΌΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ всС \(q_0\) ΠΈ Π΄Π°Π΄ΡƒΡ‚ \(q\). 2}{2}$}, (3)\]

    Π€ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ (1)β€”(3) ΡƒΠ½ΠΈΠ²Π΅Ρ€ΡΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹: ΠΎΠ½ΠΈ справСдливы ΠΊΠ°ΠΊ для Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ для кондСнсатора с диэлСктриком.

  • Π—Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ Π½Π° Ρ‚Π΅ΠΌΡƒ Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора. ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора, элСктричСского поля

    ΠŸΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ пластины плоского кондСнсатора 401 см2. Заряд пластин 1,42 мкКл. Найти Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ поля ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Найти ΠΏΠΎΠ²Π΅Ρ€Ρ…Π½ΠΎΡΡ‚Π½ΡƒΡŽ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ заряда Π½Π° пластинах плоского кондСнсатора, Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… слоСм стСкла Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½ΠΎΠΉ 4 ΠΌΠΌ, Ссли Π½Π° кондСнсатор ΠΏΠΎΠ΄Π°Π½ΠΎ напряТСниС 3,8 ΠΊΠ’
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора 0,5 ΠΌΠΊΠ€, Π° Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ β€” 5000 ΠΏΠ€. Π‘Ρ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚ΡŒ напряТСния, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π°Π΄ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒ Π½Π° эти кондСнсаторы, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚ΡŒ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ заряды
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора 200 ΠΏΠ€, Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ β€” 1 ΠΌΠΊΠ€. Π‘Ρ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚ΡŒ заряды, Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π½Π° этих кондСнсаторах ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΊ полюсам ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΆΠ΅ источника постоянного напряТСния
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Какова Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора, Ссли ΠΏΡ€ΠΈ Π΅Π³ΠΎ зарядкС Π΄ΠΎ напряТСния 1,4 ΠΊΠ’ ΠΎΠ½ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅Ρ‚ заряд 28 нКл
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Наибольшая Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ школьного кондСнсатора 58 ΠΌΠΊΠ€. Какой заряд ΠΎΠ½ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈ Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΊ полюсам источника постоянного напряТСния 50 Π’
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    На кондСнсаторС написано: 100 ΠΏΠ€; 300 Π’. МоТно Π»ΠΈ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ этот кондСнсатор для накоплСния заряда 50 нКл
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Π’ΠΎ сколько Ρ€Π°Π· измСнится Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора ΠΏΡ€ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡Π΅ΠΉ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΠΈ пластин Π² 2 Ρ€Π°Π·Π° ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ Π² 3 Ρ€Π°Π·Π°
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Π’ΠΎ сколько Ρ€Π°Π· измСнится Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора, Ссли Π² качСствС ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами вмСсто Π±ΡƒΠΌΠ°Π³ΠΈ, ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΈΡ‚Π°Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠ½ΠΎΠΌ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π»ΠΈΡΡ‚ΠΎΠ²ΡƒΡŽ ΡΠ»ΡŽΠ΄Ρƒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Ρ‹
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    ΠŸΡ€ΠΈ Π²Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ Π² пространство ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора Ρ‚Π²Π΅Ρ€Π΄ΠΎΠ³ΠΎ диэлСктрика напряТСниС Π½Π° кондСнсаторС ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΠ»ΠΎΡΡŒ с 400 Π΄ΠΎ 50 Π’. Какова диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ диэлСктрика
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Одна ΠΈΠ· пластин школьного плоского кондСнсатора соСдинСна со стСрТнСм элСктромСтра, Π° другая с Π·Π°Π·Π΅ΠΌΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ корпусом. Какими способами ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ показания элСктромСтра ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ? ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Найти Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора, состоящСго ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΊΡ€ΡƒΠ³Π»Ρ‹Ρ… пластин Π΄ΠΈΠ°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΎΠΌ 20 см, Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠ½ΠΎΠ²ΠΎΠΉ прослойкой Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½ΠΎΠΉ 1 ΠΌΠΌ
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    ΠŸΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ пластины плоского кондСнсатора Ρ€Π°Π²Π½Π° 520 см2. На ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΌ расстоянии Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π° Π½Π°Π΄ΠΎ Ρ€Π°ΡΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ пластины Π² Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…Π΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора Π±Ρ‹Π»Π° Ρ€Π°Π²Π½Π° 46 ΠΏΠ€
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Плоский кондСнсатор состоит ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… пластин ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒΡŽ 50 см2 каТдая. ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами находится слой стСкла. Какой наибольший заряд ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° этом кондСнсаторС, Ссли ΠΏΡ€ΠΈ напряТСнности поля 10 ΠœΠ’/ΠΌ Π² стСклС происходит ΠΏΡ€ΠΎΠ±ΠΎΠΉ кондСнсатора
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    РасстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами плоского кондСнсатора ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ Π² 3 Ρ€Π°Π·Π°. Π’ΠΎ сколько Ρ€Π°Π· измСнился заряд, напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами ΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ поля, Ссли кондСнсатор: Π°) ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ ΠΎΡ‚ источника напряТСния; Π±) остаСтся ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ ΠΊ источнику постоянного напряТСния
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    ΠŸΠ›ΠžΠ‘ΠšΠ˜Π™ кондСнсатор состоит ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΊΡ€ΡƒΠ³Π»Ρ‹Ρ… пластин радиусом 10 см. ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами находится слой диэлСктрика Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½ΠΎΠΉ 1 ΠΌΠΌ с диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 2,1. ЗаряТСн кондСнсатор Π΄ΠΎ напряТСния 2,4 ΠΊΠ’. Найти Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора, заряд Π½Π° пластинах, ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии элСктричСского поля
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Π’ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½ΠΎΠΉ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠ²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠ΅ Π»Π°ΠΌΠΏΠ° питаСтся ΠΎΡ‚ кондСнсатора Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 800 ΠΌΠΊΠ€, заряТСнного Π΄ΠΎ напряТСния 300 Π’. Найти ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠΈ ΠΈ ΡΡ€Π΅Π΄Π½ΡŽΡŽ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, Ссли ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ разрядки 2,4 мс
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Π’ΠΎ сколько Ρ€Π°Π· измСнится энСргия кондСнсатора ΠΏΡ€ΠΈ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ напряТСния Π½Π° Π½Π΅ΠΌ Π² 4 Ρ€Π°Π·Π°
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора Π² 9 Ρ€Π°Π· большС Смкости Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ. На ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ ΠΈΠ· этих кондСнсаторов Π½Π°Π΄ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ большСС напряТСниС, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΈΡ… энСргия Π±Ρ‹Π»Π° ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ? Π²ΠΎ сколько Ρ€Π°Π· большСС
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρƒ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 10 ΠΌΠΊΠ€ сообщили заряд 4 мкКл. Какова энСргия заряТСнного кондСнсатора
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    ΠŸΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ΠΈΠ· пластин плоского кондСнсатора 200 см2, Π° расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ 1 см. Какова энСргия поля, Ссли Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ поля 500 ΠΊΠ’/ΠΌ
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    РасстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами плоского кондСнсатора с диэлСктриком ΠΈΠ· Π±ΡƒΠΌΠ°Π³ΠΈ, ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΈΡ‚Π°Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠ½ΠΎΠΌ, Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ 2 ΠΌΠΌ, Π° напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами 200 Π’. Найти ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии поля
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    Π’ΠΎ сколько Ρ€Π°Π· измСнится энСргия поля заряТСнного кондСнсатора, Ссли пространство ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚ΡŒ маслом? Π Π°ΡΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ случаи: Π°) кондСнсатор ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ ΠΎΡ‚ источника напряТСния; Π±) кондСнсатор остаСтся присоСдинСнным ΠΊ источнику постоянного напряТСния. ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡΡΡŒ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ΠΎΠΌ сохранСния энСргии
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    РасстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами заряТСнного плоского кондСнсатора ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΠ»ΠΈ Π² 2 Ρ€Π°Π·Π°. Π’ΠΎ сколько Ρ€Π°Π· измСнилась энСргия ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии поля? Π Π°ΡΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒ Π΄Π²Π° случая: Π°) кондСнсатор ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ ΠΎΡ‚ источника напряТСния; Π±) кондСнсатор остался присоСдинСнным ΠΊ источнику постоянного напряТСния
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    ΠŸΡ€ΠΈ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ напряТСния, ΠΏΠΎΠ΄Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π½Π° кондСнсатор Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 20 ΠΌΠΊΠ€, Π² 2 Ρ€Π°Π·Π° энСргия поля возросла Π½Π° 0,3 Π”ΠΆ. Найти Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ значСния напряТСния ΠΈ энСргии поля
    Π Π•Π¨Π•ΠΠ˜Π•

    ΠšΠΎΠ½ΡΠΏΠ΅ΠΊΡ‚ ΡƒΡ€ΠΎΠΊΠ° Π½Π° Ρ‚Π΅ΠΌΡƒ «ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹. ЭнСргия элСктричСского поля»

    Π’Π΅ΠΌΠ°: ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹. ЭнСргия элСктричСского поля.Β  10 класс

    Β 

    Π¦Π΅Π»ΠΈ ΡƒΡ€ΠΎΠΊΠ°: 1.Знакомстро учащихся с кондСнсаторами – накопитСлями энСргии элСктричСского поля, ΠΈΡ… основными характСристиками.

    2.ΠΠ°ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ учащихся Ρ€Π΅ΡˆΠ°Ρ‚ΡŒ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ ΠΏΠΎ Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠ΅, ΠΏΠΎΠ΄Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²ΠΊΠ° ΠΊ Π•Π“Π­.

    3.ΠŸΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€Π°ΠΊΡ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°.

    Β 

    Π₯ΠžΠ” УРОКА:

    1.ΠŸΠΎΠ΄Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²ΠΊΠ° ΠΊ Π²ΠΎΡΠΏΡ€ΠΈΡΡ‚ΠΈΡŽ Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°:

    1.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  Π‘Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»ΠΈΡ€ΡƒΠΉΡ‚Π΅ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ сохранСния заряда. (Π’ Π·Π°ΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΠΎΠΉ систСмС алгСбраичСская сумма  зарядов всСх частиц остаСтся Π½Π΅ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ). (слайд 2)

    2.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  Π‘ΡƒΠ΄ΡƒΡ‰ΠΈΠΉ ΡƒΡ‡Ρ‘Π½Ρ‹ΠΉ-элСктротСхник ΡΡŠΠ΅Ρ…Π°Π» с пластмассовой Π³ΠΎΡ€ΠΊΠΈ. ΠŸΡ€ΠΎΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΈΡ€ΡƒΠΉΡ‚Π΅ Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎ.Β 

    (ΠŸΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΡˆΠ»Π° элСктризация. ΠŸΡ€ΠΈ Ρ‚Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΎΠ΄Π΅ΠΆΠ΄Ρ‹ ΠΎ ΠΏΠ»Π°ΡΡ‚ΠΌΠ°ΡΡΠΎΠ²ΡƒΡŽ Π³ΠΎΡ€ΠΊΡƒΒ  ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΡˆΠ»ΠΎ пСрСраспрСдСлСниС заряда. ΠšΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ волосок ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ» ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΈΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ заряд ΠΈ волосы стали ΠΎΡ‚Ρ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π°).

    3.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  КакоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ элСктростатичСским? (ЭлСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π΅ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½Ρ‹Ρ… зарядов Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ элСктростатичСским.).

    4.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  ЭлСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΡ‹ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Π²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡŒ, ΡΠ»Ρ‹ΡˆΠ°Ρ‚ΡŒ, ΠΎΡΡΠ·Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈ Ρ‚.Π΄., Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ½ΠΎ Π½Π΅ дСйствуСт нСпосрСдствСнно Π½Π° ΠΎΡ€Π³Π°Π½Ρ‹ чувств. Каким ΠΆΠ΅ способом ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΡ‚ΡŒ сущСствованиС элСктричСского поля? (Π˜Π½Π΄ΠΈΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ поля являСтся элСктричСский заряд. Π“Π»Π°Π²Π½ΠΎΠ΅ свойство элСктричСского поля β€” ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π½Π° элСктричСскиС заряды с Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ силой).

    5.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  КакоС свойство элСктричСского поля описываСт Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ? (ΠΠ°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ – силовая характСристика поля. Она опрСдСляСтся ΠΊΠ°ΠΊ Β ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ силы, которая дСйствуСт Π½Π° заряд, ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π² Π΄Π°Π½Π½ΡƒΡŽ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ поля, ΠΊ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ этого заряда).

    6.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  КакоС элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ? (ЭлСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Π° Π²ΠΎ всСх Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°Ρ… пространства, называСтся ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ.)

    7.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚Π΅ Π·Π½Π°ΠΊΠΈ зарядов.

    (Π›Π΅Π²Ρ‹ΠΉ заряд ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ, ΠΏΡ€Π°Π²Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ. Π‘ΠΈΠ»ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля Π½Π΅ Π·Π°ΠΌΠΊΠ½ΡƒΡ‚Ρ‹; ΠΎΠ½ΠΈ Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядах ΠΈ Π·Π°ΠΊΠ°Π½Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ…).

    8.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  Какой ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΒ Β  для элСктростатичСского поля ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ Π½Π° рисункС? (ΠŸΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ супСрпозиции. Если элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ создаСтся систСмой зарядов, Ρ‚ΠΎ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ получаСтся ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ налоТСния ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ нСзависимо Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π°).

    9. КакоС свойство поля Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»? (ΠŸΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» – энСргСтичСская характСристика поля. ΠŸΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ элСктростатичСского поля Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии заряда Π² ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΊ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ этого заряда).

    10.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  Β ΠžΠ³ΠΎΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΠ±ΠΎΡ€Π²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄, ΡƒΠΏΠ°Π²ΡˆΠΈΠΉ на зСмлю,Β — это ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ опасно.Β  Если Π’Ρ‹ оказались Π² Π·ΠΎΠ½Π΅ пораТСния элСктричСским Ρ‚ΠΎΠΊΠΎΠΌ, ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ ?

    (НапряТСниС, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ Π²Β Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… случаях ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ступнями Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ°, называСтся Β«ΡˆΠ°Π³ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌ напряТСниСм», ΠΈΠ»ΠΈ «напряТСниСм шага», и для Π±ΠΎΡ€ΡŒΠ±Ρ‹ с Π½ΠΈΠΌ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹. Поняв, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π²Ρ‹Β Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅ΡΡŒ Π²Β Π·ΠΎΠ½Π΅ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ воздСйствия шагового напряТСния, Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΠΎΡΡ‚Π°Ρ€Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΈΠ·Β Π½Π΅Ρ‘ Π²Ρ‹ΠΉΡ‚ΠΈ. ΠΠΎΒ Π΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ это Π½Π°Π΄ΠΎ гусиным шагом — приставляя пятку Π½ΠΎΠ³ΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΡˆΠ°Π³Π°Π΅Ρ‚Π΅, ΠΊΒ  носку Π½ΠΎΠ³ΠΈ, Π½Π°Β ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ стоитС. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΏΡ€ΠΈ Ρ…ΠΎΠ΄ΡŒΠ±Π΅ ΠΎΠ±Π΅ Π½ΠΎΠ³ΠΈ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ практичСски Π²Β ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ΅ с одним элСктричСским ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌΒ — напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ Π½Π΅Β Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½Π΅Ρ‚. Π•Ρ‰Ρ‘ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Β«ΡƒΠΏΡ€Ρ‹Π³Π°Ρ‚ΡŒΒ» Π½Π°Β ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Π½ΠΎΠ³Π΅, Ссли Π²Ρ‹Β ΡƒΠ²Π΅Ρ€Π΅Π½Ρ‹, Ρ‡Ρ‚ΠΎ у вас это Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΎ получится. Π’ΠΎΡ€ΠΎΠΏΠΈΡ‚ΡŒΡΡ нС слСдуСт — ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠΏΠΎΡ‚ΠΊΠ½ΡƒΡ‚ΡŒΡΡ, ΡƒΠΏΠ°ΡΡ‚ΡŒ Π½Π°Β Ρ€ΡƒΠΊΠΈ ΠΈΒ ΠΏΠΎΠΏΠ°ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ΄ самоС большоС Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΠ΅ напряТСниС, Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя ΡƒΠ΄Π°Π»Ρ‘Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ).

    11.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  КакиС вСщСства Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ диэлСктриками? (ДиэлСктриками (ΠΈΠ»ΠΈ изоляторами) Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ вСщСства, практичСски Π½Π΅ проводящиС элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°).

    12.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  КакоС явлСниС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, Ссли диэлСктрик внСсти Π²ΠΎ внСшнСС элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅? (Если  диэлСктрик внСсти Π²ΠΎ внСшнСС элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π½Π° Π΅Π³ΠΎ повСрхностях ΠΏΠΎΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ заряды. Π­Ρ‚ΠΎ явлСниС называСтся поляризациСй диэлСктриков, Π° сами Π·Π°Ρ€ΡΠ΄Ρ‹Β Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡΒ ΡΠ²ΡΠ·Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ½ΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΡΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π² ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π°Ρ… самой ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹).

    13.Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  Какой Π²ΠΈΠ΄ поляризации прСдставлСн Π½Π° рисункС?

    Β (ЭлСктронная. ΠŸΠΎΠ»ΡΡ€ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΡ диэлСктрика с нСполярными ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Π°ΠΌΠΈ обусловлСна смСщСниСм Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ элСктронных ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡Π΅ΠΊ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Ρ… ядСр, ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнныС ядра ΡΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΠΎ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ поля, ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнныС элСктронныС ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ — ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² поля).

    2.Π€ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π½ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… Π·Π½Π°Π½ΠΈΠΉ,Β  ΡƒΠΌΠ΅Π½ΠΈΠΉ, Β Π½Π°Π²Ρ‹ΠΊΠΎΠ²:

    Π’Π΅ΠΌΠΎΠΉ нашСго сСгодняшнСго ΡƒΡ€ΠΎΠΊΠ° являСтся Β Β«ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹. ЭнСргия элСктростатичСского поля».

    Π’ΠΎΠ΄Π° ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Ρ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π² Π²Π΅Π΄Ρ€Π΅, Π° с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Ρ‡Π΅Π³ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈ ΡΠΎΡ…Ρ€Π°Π½ΡΡ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ? Π˜ΡΡ…ΠΎΠ΄Ρ ΠΈΠ· Ρ‚Π΅ΠΌΡ‹, Π²Ρ‹, Β Π½Π°Π²Π΅Ρ€Π½ΠΎΠ΅, догадались, Ρ‡Ρ‚ΠΎ это устройство называСтся кондСнсатором (слайд 2)

     НСмного истории. Π’ тысяча ΡΠ΅ΠΌΡŒΡΠΎΡ‚ сорок пятом Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Π² Π›Π΅ΠΉΠ΄Π΅Π½Π΅Β  голландский Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊ ΠŸΠΈΡ‚Π΅Ρ€ Π’Π°Π½ ΠœΡƒΡˆΠ΅Π½Π±Ρ€ΡƒΠΊ совмСстно с Π½Π΅ΠΌΠ΅Ρ†ΠΊΠΈΠΌ ΠΊΠΎΠ»Π»Π΅Π³ΠΎΠΉ создали ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉΒ  Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ энСргии ΠΈ Π½Π°Π·Π²Π°Π»ΠΈ Π΅Π³ΠΎ лСйдСнской Π±Π°Π½ΠΊΠΎΠΉ

    (слайд 3)

    Π§Ρ‚ΠΎ ΠΆΠ΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ кондСнсатор? ΠžΡ‚ латинского слова Β«ΡƒΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅Β», «сгущСниС»- это устройство, ΠΏΡ€Π΅Π΄Π½Π°Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ для накоплСния заряда ΠΈ энСргии элСктростатичСского поля

    ( слайд 4)

    Рассмотрим ΠΏΠΎΠ΄Ρ€ΠΎΠ±Π½Π΅Π΅ Π΅Π³ΠΎ устройство. (слайд 5)

    Β ΠŸΡ€ΠΎΡΡ‚Π΅ΠΉΡˆΠΈΠΉ плоский кондСнсатор состоит ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Ρ… ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… пластин (Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ),Β  находящихся Π½Π° ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΌ расстоянии Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π° ΠΈ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… слоСм диэлСктрика. На пластины ΠΎΡ‚ источника питания ΠΏΠΎΠ΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ заряды ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŽ, Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎ Π·Π½Π°ΠΊΡƒ. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Β ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ². ВсС  элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ сосрСдоточСно Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ кондСнсатора ΠΈ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎ. БущСствуСт ΠΎΠ³Ρ€ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΉ кондСнсатор. Облако ΠΈ ЗСмля- это Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΈΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ кондСнсатора. Молния- разряд кондСнсатора. Под зарядом кондСнсатора ΠΏΠΎΠ½ΠΈΠΌΠ°ΡŽΡ‚ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠ΅ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΎΠΊ (слайд 6)

    ΠŸΡ€ΠΈΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΠΈΠ΅ кондСнсатора Π² радиотСхничСском ΠΈΠ»ΠΈ элСктротСхничСском устройствС ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΠ·Π½Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΠΎ обозначСниям. Β Π”Π°Π½Ρ‹ обозначСния кондСнсатора постоянной ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ (слайд 7)

    Выясним, Ρ‡Ρ‚ΠΎ являСтся основной характСристикой кондСнсатора. Π­Ρ‚ΠΎ элСктричСская Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ (ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ), которая обозначаСтся Π±ΡƒΠΊΠ²ΠΎΠΉ Β Π‘. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ- это физичСская Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°, Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ элСктричСский заряд. Π•Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π° элСктроСмкости Π² систСмС БИ Π½Π°Π·Π²Π°Π½Π° Π² Ρ‡Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π²Π΅Π»ΠΈΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΎΠ³ΠΎ Майкла ЀарадСя ΠΈ называСтся Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌΡƒ Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄Ρƒ, Ссли ΠΏΡ€ΠΈ сообщСнии ΠΈΠΌ заряда Π² ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚. Один Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄ — это ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ большая Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°, поэтому Π½Π° ΠΏΡ€Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠΊΠ΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ ΠΌΠΊΠ€, Π½Π€, Β ΠΏΠ€. (слайд 8)

    Рассмотрим , ΠΊΠ°ΠΊ характСристики кондСнсатора выглядят Π½Π° языкС Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ». Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² – это ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ заряда ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Β ΠΊ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ.

    Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  Π‘ =q/U

    Но ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΒ  Π½Π΅ зависит Π½ΠΈ ΠΎΡ‚ сообщСнного ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ заряда, Π½ΠΈ ΠΎΡ‚ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ². Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора опрСдСляСтся гСомСтричСскими Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΎΠΉ, располоТСниСм ΠΈ , ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ, диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ срСды.

    Β 

                                                      Б= ΡΡ0s/d              (слайд 9)

    Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π·Π°Ρ€ΡΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ кондСнсатор, Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ ΠΏΠΎ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов. Богласно Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ сохранСния энСргии эта Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° Ρ€Π°Π²Π½Π° энСргии кондСнсатора, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎ Ρ‚Ρ€Π΅ΠΌ, ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ Π½Π° слайдС, Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π°ΠΌ

    Β 

                                    W=q2/2Б= БU2/2 =qU/2.            (слайд 10)

    Β 

    На ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌ слайдС Π²Ρ‹ Π²ΠΈΠ΄ΠΈΡ‚Π΅ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Π²ΠΈΠ΄Ρ‹ кондСнсаторов (слайд 11).

    ВсС Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΈΠ΅ кондСнсаторов ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° Π΄Π²Π° Ρ‚ΠΈΠΏΠ°: ΠΏΠΎ Π²ΠΈΠ΄Ρƒ диэлСктрика кондСнсаторы Π±Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ Π²Π°ΠΊΡƒΡƒΠΌΠ½Ρ‹Π΅, Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½Ρ‹Π΅, Π±ΡƒΠΌΠ°ΠΆΠ½Ρ‹Π΅, стСклянныС, элСктролитичСскиС ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅

    А Π²ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎ возмоТности ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ- это кондСнсаторы постоянной ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ Смкости, обозначСния ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π½Π° схСмах Π²Π°ΠΌ Π±Ρ‹Π»ΠΎ прСдставлСно Π²Ρ‹ΡˆΠ΅

    Для получСния Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎΠΉ элСктроСмкости кондСнсаторы ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΡΡ‚ΡŒ Π² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ способ, ΠΊΠ°ΠΊ Π² случаС с рСзисторами. Рассмотрим ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ способ соСдинСния кондСнсаторов.

    ( слайд 12)

     Если заряд Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡ΠΈΠΌΒ  q1, Π° Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ΅ Β Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ- Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· q2, Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎ Π·Π°ΠΊΠΎΠ½Ρƒ сохранСния заряда ΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΠΉ заряд Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π΅Π½ суммС зарядов  q1 Β ΠΈΒ  q2. Β Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ²(напряТСниС)Β  U ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ остаСтся Π½Π΅ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ. ΠžΠ±Ρ‰Π°Ρ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсаторов ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ соСдинСнии Ρ€Π°Π²Π½Π° суммС СмкостСй кондСнсаторов  Π‘1 ΠΈ Π‘2.

    Π‘ΠΎΠ±Ρ‰.=Π‘1+Π‘2

    Β ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ соСдинСнии кондСнсаторов, суммарный заряд Π½Π΅ мСняСтся. ΠžΠ±Ρ‰Π°Ρ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°Ρ… кондСнсаторов Ρ€Π°Π²Π½Π° суммС разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π½Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π°Ρ… ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°Ρ… Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора  UΠΎΠ±Ρ‰.=U1 +U2.Β Β  Β ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ соСдинСнии ΡΠΊΠ»Π°Π΄Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ СмкостСй :

    1/Π‘ΠΎΠ±Ρ‰.= 1/Π‘1+ 1/Π‘2

    Β 

     НайдСнная Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ соСдинСнии всСгда мСньшС наимСньшСй Смкости ( слайд 13)

    Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ кондСнсаторы способны Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Π° Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π΅Π΅ ΠΌΠ³Π½ΠΎΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ ΠΎΡ‚Π΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΡƒΡŽ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ примСнСния: 1)Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΎΡ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΈ элСктротСхника

    2) Π² Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΡ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅ всСм извСстная Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠ²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠ°.

    3) Π² Π»Π°Π·Π΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΈΠΊΠ΅.

    4) Π² элСмСнтах памяти Π­Π’Πœ ΠΈ любимом Π²Π°ΠΌΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Π΅. Π’Π΅Π΄ΡŒ ΠΏΠΎΠ΄ ΠΊΡ€Ρ‹ΡˆΠΊΠ°ΠΌΠΈ Ρ†ΠΈΡ„Ρ€ ΠΈ символов ΠΊΠ»Π°Π²ΠΈΠ°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€Π° стоят кондСнсаторы. 5)кондСнсатор нашСл ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΈ влаТности Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…Π° ΠΈ дрСвСсины,

    6) Π² систСмС Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚Ρ‹ ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΡ€ΠΎΡ‚ΠΊΠΎΠ³ΠΎ замыкания.

    Β Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π²Ρ‹ Π²ΠΈΠ΄ΠΈΡ‚Π΅ насколько ΠΏΡ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎ вошли Π² Π½Π°ΡˆΡƒ Тизнь эти Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚Π΅Π»ΠΈ энСргии- кондСнсаторы.Β  Но слСдуСт ΠΏΠΎΠΌΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ заряТСнный кондСнсатор опасСн для ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ!

    Рассмотрим Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Ρ‚ΠΈΠΏΡ‹ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‡Π°Π»ΠΈΡΡŒ Π½Π°Β  Π•Π“Π­ Π² ΠΏΡ€ΠΎΡˆΠ»Ρ‹Π΅ Π³ΠΎΠ΄Ρ‹Β  слайды ( 15-21)

    Β Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΌΡ‹  с Π²Π°ΠΌΠΈ рассмотрСли  Π½Π°Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅, основныС характСристики, способы соСдинСния кондСнсаторов, Ρ€Π°Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°Π»ΠΈ нСсколько Π²ΠΈΠ΄ΠΎΠ² Π·Π°Π΄Π°Ρ‡. Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ Ρƒ вас навСрняка Β Π½Π΅ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½Π΅Ρ‚ практичСских ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΒ  встрСчС с кондСнсаторами.

    Π—Π°Π΄Π°Ρ‡Π° 1.Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора 5ΠΏΠ€.Какой заряд находится Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ΠΈΠ· ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΎΠΊ, Ссли Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈΒ  1000Π’.

    Π”Π°Π½ΠΎ:

    Π‘ =5ΠΏΠ€

    U=1000Π’.

    Найти:

    q-?

    РСшСниС.

    Богласно Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅, Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора Ρ€Π°Π²Π½Π°Β  .Β  Заряд ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠΈ

    q= Π‘U:Β Β Β Β Β Β Β Β 

     q= 5·10-12 Ѐ·1000 Кл =5·10-9 Кл.

    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚: 5Β·10-9 Кл.

    Π—Π°Π΄Π°Ρ‡Π° 2Β 

    ΠŸΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ пластин слюдяного кондСнсатора 36 см2. Π’ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° слоя диэлСктрика 0,14 см. ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ , заряд ΠΈ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ кондСнсатора, Ссли Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π½Π° Π΅Π³ΠΎ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°Ρ… Β 3Γ—102 Π’.

    Π”Π°Π½ΠΎ:

    S-=36 см2 = м2

    d=0,14 см=0,0014 м

    Найти:

    C-?

    q- ?

    W -?

    Β 

    РСшСниС.

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора

    ΠžΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΡΠ»ΡŽΠ΄Ρ‹ 7.

    Заряд кондСнсатора

    q = 4,8·10-8 Кл

    ЭнСргия кондСнсатора

    WΒ  = 7,2Β·10-6 Π”ΠΆ

    Π—Π°Π΄Π°Ρ‡Π° 3.

    ВрСбуСтся ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²ΠΈΡ‚ΡŒ кондСнсатор Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽΒ Π‘Β = 250 ΠΏΠ€. Для этого Π½Π° ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠ½ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΡƒΡŽ Π±ΡƒΠΌΠ°Π³Ρƒ Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½ΠΎΠΉΒ dΒ = 0,05 ΠΌΠΌ Π½Π°ΠΊΠ»Π΅ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ с ΠΎΠ±Π΅ΠΈΡ… сторон ΠΊΡ€ΡƒΠΆΠΊΠΈ станиоля. Каким Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π΄ΠΈΠ°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Β D ΠΊΡ€ΡƒΠΆΠΊΠΎΠ² станиоля?

    Π”Π°Π½ΠΎ:

    Π‘Β = 250 ΠΏΠ€Β = 250Β·10-12Β Π€

    dΒ = 0,05 ΠΌΠΌ = 5Β·10-5Β ΠΌ

    Ξ΅ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ„. Π±Β Β = 2

    Найти:

    DΒ -?

    РСшСниС.

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора

    Β ΠŸΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ ΠΊΡ€ΡƒΠΆΠΊΠΎΠ²

    Π”ΠΈΠ°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ ΠΊΡ€ΡƒΠΆΠΊΠΎΠ²

    Β Β ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚:Β 

    2.Π—Π°ΠΊΡ€Π΅ΠΏΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅:

    Π‘Π°ΠΌΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° Β (см. тСкст Π² Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅ Π‘Π°ΠΌΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°)

    3.Π”ΠΎΠΌΠ°ΡˆΠ½Π΅Π΅ Π·Π°Π΄Π°Π½ΠΈΠ΅:

    Β§99-101.стр.285-286 Ρ€Π°Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ, ΡƒΠΏΡ€.18 ( письмСнно) ΡƒΡ‡Π΅Π±Π½ΠΈΠΊ Β« Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ° -10Β», Π“.Π―. МякишСв , Π‘.Π‘. Π‘ΡƒΡ…ΠΎΠ²Ρ†Π΅Π² ,  Н.Н.Ботский

    Β 

    Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  Π—Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ для ΡΠ°ΠΌΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹

    1.Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора – это

    Β 

    1) объСм пространства ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами

    2) суммарный объСм Π΅Π³ΠΎ пластин

    3) ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ суммарного заряда Π½Π° пластинах ΠΊ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами

    4) ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ модуля заряда Π½Π° ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ· пластин ΠΊ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ

    Β 

    2.РасстояниС dΒ  ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ плоского Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ Π² 2 Ρ€Π°Π·Π°, Π° пространство ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠ½ΠΎΠΌ. ДиэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ„ΠΈΠ½Π° Ξ΅ = 2. Как измСнилась Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора?

    Β 

    1) ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ»Π°ΡΡŒ Π² 4 Ρ€Π°Π·Π°Β Β Β Β Β Β Β Β Β  3) Π½Π΅ измСнилась

    2)ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΠ»Π°ΡΡŒ Π² 4 Ρ€Π°Π·Π°Β Β Β Β Β Β Β Β Β  4) ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ»Π°ΡΡŒ Π²Β  2 Ρ€Π°Π·Π°

    Β 

    3.ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 0,01 Π€ заряТСн Π΄ΠΎ напряТСния 20 Π’. Какой энСргиСй ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ кондСнсатор?

    Β 

    1) 0,1 Π”ΠΆΒ Β  2) 0,2 Π”ΠΆΒ Β Β  3) 2 Π”ΠΆΒ Β  4) 4 Π”ΠΆ

    4.Если заряд Π½Π° кондСнсаторС постоянной Смкости ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π²Β  2 Ρ€Π°Π·Π°, Ρ‚ΠΎ энСргия элСктричСского поля кондСнсатора :

    Β 

    1) Π½Π΅ измСнится                    3) ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡΡ Π² 2 Ρ€Π°Π·Π°

    2) увСличится Π² 2 Ρ€Π°Π·Π°Β Β Β Β Β Β Β Β  4) увСличится Π² 4 Ρ€Π°Π·Π°

    Β 

    5.Π’ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½Ρ‹ΠΉ кондСнсатор Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π‘ Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ диэлСктриком с диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Ξ΅ = 2. ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ Смкости Π½Π°Π΄ΠΎ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ с Π΄Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ²ΡˆΠ°ΡΡΡ батарСя Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅Β  ΠΈΠΌΠ΅Π»Π° Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π‘?

    Β 

    1) Π‘Β Β Β  2) 2Π‘Β Β  3) 3Π‘ 4) 4Π‘

    Β 

    6.Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами плоского кондСнсатора, расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌΠΈ 4 см ΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌΠΈ 80 Π’/ΠΌ, Ρ€Π°Π²Π½Π°:

    Β 

    1) 320,0 Π’Β Β  2) 3,2 Π’Β Β  3) 20,0 Π’Β Β  4) 200,0 Π’

    Β 

    7. ΠžΡ‚ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚ источника Ρ‚ΠΎΠΊΠ° плоский Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½Ρ‹ΠΉ кондСнсатор заряТСн Π΄ΠΎ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² U. Если Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ кондСнсатор Π·Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚ΡŒ диэлСктриком с диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Ξ΅ , Ρ‚ΠΎ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ кондСнсатора станСт Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ:

    Β 

    1) Ξ΅ UΒ Β Β Β Β  2)( Ξ΅-1) UΒ Β Β Β Β Β  3) U/( Ξ΅-1)Β Β Β Β Β Β Β Β Β  4) U/ Ξ΅

    Β 

    8(Π’).Плоский кондСнсатор ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊ источнику Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Π° Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΠ»ΠΈ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами. Π§Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈ этом с зарядом ΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ кондСнсатора?

    Β 

    К ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ†ΠΈΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ столбика ΠΏΠΎΠ΄Π±Π΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅ ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΡƒΡŽ ΠΏΠΎΠ·ΠΈΡ†ΠΈΡŽ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ Π·Π°ΠΏΠΈΡˆΠΈΡ‚Π΅ Π² Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Ρƒ Β Π²Ρ‹Π±Ρ€Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ Ρ†ΠΈΡ„Ρ€Ρ‹ ΠΏΠΎΠ΄ ΡΠΎΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ Π±ΡƒΠΊΠ²Π°ΠΌΠΈ. ΠšΡ€Π°Π΅Π²Ρ‹ΠΌΠΈ эффСктами ΠΏΡ€Π΅Π½Π΅Π±Ρ€Π΅Ρ‡ΡŒ, считая пластины кондСнсатора бСсконСчно большими. Π”ΠΈΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…Π° ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ 1.

    Β 

    Π€Π˜Π—Π˜Π§Π•Π‘ΠšΠ˜Π•Β Β  Π’Π•Π›Π˜Π§Π˜ΠΠ«Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  ИΠ₯ Π˜Π—ΠœΠ•ΠΠ•ΠΠ˜Π•

    А) Заряд кондСнсатора                                                      1)увСличится

    Π‘)Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΒ Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  2)ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡΡ

    Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  3)Π½Π΅ измСнится

    Β 

    А

    Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β Β  Π‘

    Β 

    Β 

    Β 

    9(Π’).Π”Π²Π° ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ соСдинСнных кондСнсатора (Π‘1=2 ΠΌΠΊΠ€ ΠΈ Π‘2= 4 ΠΌΠΊΠ€) присоСдинСны ΠΊ источнику постоянного напряТСния U=120 Π’.ΠžΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ напряТСниС Π½Π°Β  ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΌ кондСнсаторС.

    Β 

    Β 

    10(Π‘).ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹, элСктричСская Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π‘1= 4 ΠΌΠΊΠ€ ΠΈ Π‘2= 8 ΠΌΠΊΠ€, Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‚ Π΄ΠΎΒ  напряТСния 3 Π’ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ, Π° Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ «плюс»  ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ ΠΊ «минусу»  Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΡΡŽΡ‚ свободныС Π²Ρ‹Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ рСзистором сопротивлСниСм 1000 Ом. КакоС  количСство Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Ρ‹ выдСлится Π² рСзисторС?

    Β 

    Β 

    Β 

    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚Ρ‹:

    1.Π²Π΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ 4. (Π—Π°Π΄Π°Ρ‡Π° Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚ Ρ‡Π΅Ρ‚ΠΊΠΎΠ³ΠΎ знания опрСдСлСния элСктроСмкости кондСнсатора)

    Β 

    2. ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ 3 – Π½Π΅ измСнилась. Из  Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅ ΠΏΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ элСктроСмкости плоского кондСнсатора  Π‘ = Ξ΅ Ξ΅0s/d Β Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ d Β Π² 2 Ρ€Π°Π·Π°, ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π‘ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡΡ Π² 2 Ρ€Π°Π·Π° (ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ), ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ Ξ΅ Β Π² 2 Ρ€Π°Π·Π° ( Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ Ρƒ Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…Π° Ξ΅=1) Π‘ увСличиваСтся Π² 2 Ρ€Π°Π·Π° (прямо ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ). Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора  Π‘ Π½Π΅ измСнилась.

    Β 

    3.ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚Β  2 :Β  0,2 Π”ΠΆ. Π’ΠΎΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡΡ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»ΠΎΠΉ для энСргии плоского кондСнсатора: W=Π‘U2/2, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ Π²Π΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚.

    Β 

    4.ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚ 4: увСличится Π² 4 Ρ€Π°Π·Π°. ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΠΈΠΌ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρƒ для энСргии  плоского кондСнсатор: W= q2/2Π‘. Π’Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊΒ  заряд увСличится Π² 2 Ρ€Π°Π·Π°, Π° ΠΎΠ½ возводится Π² Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Π΅ Π² ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚, Ρ‚ΠΎ энСргия увСличится Π² 4 Ρ€Π°Π·Π°.

    Β 

    5.Π’Π΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ 2: 2Π‘. ПослС заполнСния диэлСктриком Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора стала 2Π‘. Если Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ с этим кондСнсатором кондСнсатор Смкости Π‘1, Ρ‚ΠΎ общая Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Π‘ΠΎΠ±Ρ‰.= 2Π‘Β· Π‘1/(2Π‘+Π‘1). ΠžΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° Π‘1=2Π‘.

    Β 

    6. Π’Π΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ 2 : 3,2 Π’.Β  Π’ плоском кондСнсаторС элСктричСскоС  ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅, ΠΈ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΡŽ напряТСнности поля Π½Π° расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами, Ρ‚.Π΅. U = Π• Β·d

    Β 

    7.Π’Π΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ 4 : U/ Ξ΅. Π’ это случаС ΠΏΡ€ΠΈ отсоСдинСнии кондСнсатора ΠΎΡ‚ источника питания, заряд сохраняСтся. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΆΠ΅ возрастаСт Π² Ξ΅ Ρ€Π°Π·: Π‘1= Ξ΅Π‘. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ U1=Π‘U/ Ξ΅Π‘=U/ Ξ΅

    Β 

    8.Π’Π΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚: А-1, Π‘-1. Π’Π°ΠΊ кА  кондСнсатор ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ ΠΊ источнику Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ заряд увСличиваСтся. Но Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° заряда Π½Π΅ ΠΈΠ³Ρ€Π°Π΅Ρ‚ Ρ€ΠΎΠ»ΠΈ Π² Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ элСктроСмкости кондСнсатора. На  ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ влияСт ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами. Β Π‘ = Ξ΅ Ξ΅0s/d Β . Из Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΒ  ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами находятся Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ зависимости.

    Β 

    9. РСшСниС: ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ соСдинСнии кондСнсаторов q= q1= q2, Ρ‚.Π΅. заряды Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°Ρ… кондСнсаторов  Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ . Но, с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ стороны, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π·Π°ΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ: q=Π‘1U1=Π‘2 U2Β  (1).Β  Для Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π²ΠΈΠ΄Π° соСдинСния кондСнсаторов сумма напряТСний U1Β  ΠΈ Β U2Β  Ρ€Π°Π²Π½Π° Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ источника Ρ‚ΠΎΠΊΠ° U :Β  Β U =U1Β  + Β U2 . (2) Π’ равСнство (1)Β  подставим Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ U2 Β ΠΈΠ· (2): Β Β U2 =UΒ  Β U1 ;

    Π‘1U1=Π‘2 (Β  UΒ  Β U1). Из ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ уравнСния Π½Π°Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌ напряТСниС Π½Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΌ кондСнсаторС: U1 = Π‘2U/(Π‘1+Β  Π‘2). ПослС подстановки числСнных Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚: 80 Π’.

    10.Π—Π°ΠΏΠΈΡˆΠ΅ΠΌ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии кондСнсаторов:

    W1=( Π‘1+Β  Π‘2)Β· U2/2. Π—Π°ΠΏΠΈΡˆΠ΅ΠΌ выраТСния для энСргии кондСнсаторов послС

    Замыкания ΠΈΡ… Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· рСзистор: W1= q12/2Π‘1+ q22/2Π‘2,Π³Π΄Π΅ заряды Π½Π° пластинках кондСнсаторов находятся ΠΈΠ· Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ : q1+ q2 = Π‘1U– Π‘2U ΠΈ

    q1/Π‘1 = q2/Π‘2, Ρ‚.ΠΊ. кондСнсаторы соСдинСны ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ. ΠžΡ‚ΡΡŽΠ΄Π° слСдуСт, Ρ‡Ρ‚ΠΎ q1 = U Π‘1(Π‘1Β  Π‘2)/ Π‘1+Β  Π‘2, q2 = U Π‘2(Π‘1Β  Π‘2)/ Π‘1+Β  Π‘2, Π°, ΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ,

    Β W2=( Π‘1Β  Π‘2)2 U2 / 2(Π‘1+Β  Π‘2). Π’Ρ‹Π΄Π΅Π»ΠΈΠ²ΡˆΠ΅Π΅ΡΡ количСство Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Ρ‹ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ:

    Q= W1 – W2= 2Π‘1Π‘2 U2/ Π‘1+Β  Π‘2. Q=48 ΠΌΠΊ Π”ΠΆ. Из ΠΈΡ‚ΠΎΠ³ΠΎΠ²ΠΎΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒΠ»Ρ‹ Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ Π½Π΅ зависит ΠΎΡ‚ значСния сопротивлСния рСзистора.

    Β 

    Β 

    Β 

     Вопросы ΠΏΠΎ Ρ‚Π΅ΠΌΠ΅ Β« ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹. ЭнСргия элСктростатичСского поля»

    Β 

    1.Π˜Π·ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡΡ Π»ΠΈ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² пластин плоского Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора. Если ΠΎΠ΄Π½Ρƒ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… Π·Π°Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈΡ‚ΡŒ.

    Β 

    2.Π§Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΠ΄Π΅Ρ‚ с Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π½Π° пластинах заряТСнного кондСнсатора, Ссли ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ?

    Β 

    3.Π’Ρ€ΠΈ кондСнсатора, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Π΅ элСктроСмкости, соСдинСны Π² ΠΎΠ΄Π½ΡƒΒ  ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡƒ (Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΡŽ). БатарСя заряТСна. ΠžΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π»ΠΈ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… кондСнсаторов? ΠžΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ Π»ΠΈ заряды кондСнсаторов?

    Β 

    4.Π’ распоряТСнии Ρ€Π°Π΄ΠΈΠΎΠ»ΡŽΠ±ΠΈΡ‚Π΅Π»Ρ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Π²Π° кондСнсатора ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ Смкости. Как Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎ ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ эти кондСнсаторы, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»Π°ΡΡŒ удвоСнная Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    Β 

    5.Π’ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½Ρ‹ΠΉ кондСнсатор заряТаСтся Π΄ΠΎ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π° ΠΈ Π² заряТСнном состоянии заливаСтся кСросином, ΠΎΡ‚Ρ‡Π΅Π³ΠΎ энСргия кондСнсатора ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ Π² Ξ΅ Β Ρ€Π°Π·. ΠšΡƒΠ΄Π° «исчСзаСт» ΠΎΡΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½Π°ΡΒ  энСргия?

    Β 

    Глоссарий

    Β 

    ЛСйдСнская Π±Π°Π½ΠΊΠ°

    Β 

    Β 

    Β 

    Β 

    Β 

    Β 

    Β 

    ДиэлСктрик

    Β 

    Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ²

    Β 

    Β 

    ЭлСктростатичСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅

    Π‘Π°ΠΌΡ‹ΠΉ старинный Ρ‚ΠΈΠΏ кондСнсатора. НазваниС связано с Π³ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠΌ Π›Π΅ΠΉΠ΄Π΅Π½ΠΎΠΌΒ  (Голландия), Π³Π΄Π΅ Π²ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ Π±Ρ‹Π» создан этот кондСнсатор, ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠΉ собой ΡΡ‚Π΅ΠΊΠ»ΡΠ½Π½ΡƒΡŽ Π±Π°Π½ΠΊΡƒ, ΠΎΠΊΠ»Π΅Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΈ снаруТи стСниолСм (Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΎ раскатанный лист ΠΎΠ»ΠΎΠ²Π°)

    ВСщСства, ΠΏΠΎ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌΒ  элСктричСскиС заряды Π½Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ

    Π Π°Π±ΠΎΡ‚Π°, ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅ΠΌΠ°Ρ силами поля, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда ΠΈΠ· ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ

    ПолС, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ создаСтся Π½Π΅ΠΏΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ элСктричСскими зарядами

    Β 

    Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора ΠΈ энСргия элСктричСского поля. (лСкция 1Π±)

    1. ЛСкция 1Π±. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора ΠΈ энСргия элСктричСского поля

    ΠšΡƒΡ€Ρ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ для студСнтов Π‘Π“Π’Π£
    Π—Π°ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ Ρ„Π°ΠΊΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π΅Ρ‚
    для ΡΠΏΠ΅Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚Π΅ΠΉ Π₯ВОМБ, Π₯ВНМБ
    ΠšΠ°Ρ„Π΅Π΄Ρ€Π° Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ Π‘Π“Π’Π£
    Π΄ΠΎΡ†Π΅Π½Ρ‚ ΠšΡ€Ρ‹Π»ΠΎΠ² АндрСй Борисович
    Π§Π°ΡΡ‚ΡŒ 3.
    ЭлСктричСство ΠΈ
    постоянный Ρ‚ΠΎΠΊ
    ЛСкция 1Π±.
    Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора ΠΈ энСргия
    элСктричСского поля
    1. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.
    2. ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹, ΠΈΡ… ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ соСдинСния.
    3. ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора.
    4. ЭнСргия заряТСнного ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, элСктричСского поля.
    ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии элСктричСского поля.
    2016
    1
    +4

    2. 1. Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.

    Π£Π΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ — ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, ΡƒΠ΄Π°Π»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Ρ‚Π΅Π», заряды ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ…
    ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π²Ρ‹Π·Π²Π°Ρ‚ΡŒ пСрСраспрСдСлСниС зарядов Π½Π° нашСм ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅.
    Π’ΠΎΠ³Π΄Π°, Ссли ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ сообщаСтся заряд q, Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ распрСдСляСтся СдинствСнным ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ
    Ρ‚Π°ΠΊ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π±Ρ‹Π»ΠΎ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ Π½ΡƒΠ»ΡŽ.
    Если Π½Π° ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΠΌ Π΅Ρ‰Π΅ заряд q, Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ распрСдСлится Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ
    ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Π½ΠΎ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ вырастСт Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π• поля Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ повСрхности ΠΈ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» Ο†
    ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°.
    ΠžΠΏΡ‹Ρ‚ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»Π΅Π½ Π΅Π³ΠΎ заряду: q ~ , Π° Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚ q =
    C , Π³Π΄Π΅ коэффициСнт ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° Π‘.
    Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°
    Ρ€Π°Π²Π½Π° заряду q, сообщСниС ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΡƒ
    измСняСт Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»
    Π½Π° 1 Π’ΠΎΠ»ΡŒΡ‚:
    Π€Π°Ρ€Π°Π΄ βˆ’ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ большая Ρ‘ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ для ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Ρ‘Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°. Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 1 Π€ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π» Π±Ρ‹
    ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Ρ‘Π½Π½Ρ‹ΠΉ мСталличСский ΡˆΠ°Ρ€, радиус ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Ρ€Π°Π²Π΅Π½ 13 радиусам Π‘ΠΎΠ»Π½Ρ†Π°. ΠΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΆΠ΅ ΡˆΠ°Ρ€Π°
    Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ с Π—Π΅ΠΌΠ»ΡŽ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΠ°ΠΊ ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Ρ‘Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ, составляла Π±Ρ‹ ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 710
    ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΡ„Π°Ρ€Π°Π΄. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΌΠ΅Π»ΠΊΠΈΠ΅ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹: ΠΎΡ‚ ΠΌΠΈΠ»Π»ΠΈΡ„Π°Ρ€Π°Π΄ (1 ΠΌΠ€=10-3Π€)
    Π΄ΠΎ ΠΏΠΈΠΊΠΎΡ„Π°Ρ€Π°Π΄ (1 ΠΏΠ€ =10-12Π€) .
    Π’ΠΎΠ³Π΄Π°
    ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ
    ΡˆΠ°Ρ€Π°
    Для ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π° Π½Π°ΠΉΠ΄Π΅ΠΌ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΡˆΠ°Ρ€Π° Π² ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΌ Π²ΠΈΠ΄Π΅.
    Рассмотрим мСталличСский ΡˆΠ°Ρ€ радиуса R.
    ΠŸΡƒΡΡ‚ΡŒ этот ΡˆΠ°Ρ€ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ заряТСн зарядом q, Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° Π΅Π³ΠΎ
    ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» Ρ€Π°Π²Π΅Π½:
    2
    +10

    3. Взаимная Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ². ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹

    Если Π΄Π²ΡƒΠΌ ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ ΡΠΎΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΡ‚ΡŒ заряды q1 ΠΈ q2, Ρ‚ΠΎ
    ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Δφ, зависящая ΠΎΡ‚ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ зарядов ΠΈ
    Π³Π΅ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ².
    Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Δφ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ часто Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚
    напряТСниСм U.
    Наибольший практичСский интСрСс прСдставляСт случай, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° заряды ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²
    ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ ΠΏΠΎ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŽ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ ΠΏΠΎ Π·Π½Π°ΠΊΡƒ: q1 = – q2 = q. Π’ этом случаС ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ
    ввСсти понятиС элСктричСской Смкости.
    Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ систСмы ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² (кондСнсатора) — физичСская Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π°,
    опрСдСляСмая ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ заряда q ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΊ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Δφ
    ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ:
    Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора
    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ βˆ’ это систСма Π΄Π²ΡƒΡ… мСталличСских ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ²
    (Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ), ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… слоСм диэлСктрика.
    Заряды Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°Ρ… Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ ΠΏΠΎ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹
    ΠΏΠΎ Π·Π½Π°ΠΊΡƒ.
    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора зависит ΠΎΡ‚
    Π΅Π³ΠΎ конструкции.
    НаиболСС распространСнныС
    кондСнсаторы:
    1. плоский,
    2. цилиндричСский ΠΈ
    3. сфСричСский.
    3
    +7

    4. Плоский кондСнсатор

    ΠŸΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»ΡΠ΅Ρ‚ собой Π΄Π²Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ пластинки, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ
    ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌΠΈ располоТСн диэлСктрик с диэлСктричСской
    ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ .
    РасстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ d, ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ пластин Ρ€Π°Π²Π½Π° S.
    РассчитаСм Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора с повСрхностной
    ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ заряда Οƒ.
    ΠΠ°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π½Π° ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ΅:
    Π³Π΄Π΅ q βˆ’ свободный заряд Π½Π°
    ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ΅.
    Бвязь разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΈ
    напряТСнности:
    Π’ΠΎΠ³Π΄Π° ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ
    плоского кондСнсатора:
    ЭлСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ плоского кондСнсатора Π² основном
    Π»ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами (рис.1).
    Однако, Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ ΠΊΡ€Π°Π΅Π² пластин ΠΈ Π² ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΌ пространствС Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅
    Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ слабоС элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅
    Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ рассСяния.
    Π’ Ρ†Π΅Π»ΠΎΠΌ рядС Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π½Π΅Π±Ρ€Π΅Π³Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ
    рассСяния ΠΈ ΠΏΠΎΠ»Π°Π³Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ плоского
    кондСнсатора Ρ†Π΅Π»ΠΈΠΊΠΎΠΌ сосрСдоточСно ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΅Π³ΠΎ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ (рис.2).
    Но Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Π°Ρ… ΠΏΡ€Π΅Π½Π΅Π±Ρ€Π΅ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ рассСяния ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚
    привСсти ΠΊ Π³Ρ€ΡƒΠ±Ρ‹ΠΌ ошибкам, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΈ этом Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ
    4
    ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ элСктричСского поля.
    +7

    5. БфСричСский кондСнсатор

    Π£ сфСричСского кондСнсатора ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Π²Π΅
    концСнтричСскиС сфСры, радиусами R1 ΠΈ R2, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌΠΈ
    располоТСн диэлСктрик с диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ (Π½Π° рисункС
    ΠΆΠ΅Π»Ρ‚ΠΎ-Π·Π΅Π»Π΅Π½Ρ‹ΠΉ).
    Π Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² опрСдСляСтся ΠΈΠ· ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ, Π²Ρ‹Π²Π΅Π΄Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π²
    Π»Π΅ΠΊΡ†ΠΈΠΈ 21:
    НайдСм
    ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ:
    Π’ΠΎΠ³Π΄Π° ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ
    сфСричСского
    кондСнсатора:
    Если напряТСниС U Π½Π° кондСнсаторС ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ слишком большим, Ρ‚ΠΎ кондСнсатор «пробиваСтся»,
    Ρ‚. Π΅. ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΅Π³ΠΎ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ искра (Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ диэлСктрика ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎ Π΅Π³ΠΎ повСрхности) ΠΈ
    кондСнсатор портится вслСдствиС Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ изоляции.
    ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ кондСнсатор характСризуСтся Π½Π΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ своСй Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π‘, Π½ΠΎ Π΅Ρ‰Π΅ ΠΈ
    ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡ΠΈΠΌ напряТСниСм U.
    5
    +6

    6. ЦилиндричСский кондСнсатор

    Π£ цилиндричСского кондСнсатора ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Π²Π°
    ΠΊΠΎΠ°ΠΊΡΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… Ρ†ΠΈΠ»ΠΈΠ½Π΄Ρ€Π° радиусами R1 ΠΈ R2, Π° Π΄Π»ΠΈΠ½Π° Ρ†ΠΈΠ»ΠΈΠ½Π΄Ρ€ΠΎΠ² Ρ€Π°Π²Π½Π° l
    (ΠΏΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ l ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ большС расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ). ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ
    располоТСн диэлСктрик с диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ .
    ΠΠ°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ поля Π• Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ цилиндричСского кондСнсатора (ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ
    Ρ†ΠΈΠ»ΠΈΠ½Π΄Ρ€Π°ΠΌΠΈ):
    Π³Π΄Π΅ r βˆ’ расстояниС ΠΎΡ‚ оси симмСтрии Ρ†ΠΈΠ»ΠΈΠ½Π΄Ρ€ΠΎΠ²;
    βˆ’ заряд, приходящийся Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρ‹
    ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· Ρ†ΠΈΠ»ΠΈΠ½Π΄Ρ€ΠΎΠ².
    Π’ΠΎΠ³Π΄Π° Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Ρ€Π°Π²Π½Π°:
    Π’ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΏΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ
    кондСнсатора:
    Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ
    цилиндричСского
    кондСнсатора
    Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ
    цилиндричСского
    кондСнсатора
    Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ Π΅Π³ΠΎ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρ‹
    6
    +6

    7. 2. ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΈ ΠΈΡ… соСдинСния

    Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΆΠ΅Π»Π°Π΅ΠΌΡƒΡŽ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈ Π½ΡƒΠΆΠ½ΠΎΠΌ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡Π΅ΠΌ напряТСнии, располагая
    ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ кондСнсаторами, кондСнсаторы ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΡΡŽΡ‚ Π² Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ.
    БоСдинСния кондСнсаторов
    ΠŸΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ соСдинСниС
    Для всСх кондСнсаторов
    напряТСниС U ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ΅
    Π‘ΡƒΠΌΠΌΠ°Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ заряд, находящийся
    Π½Π° Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅:
    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ
    БмСшанноС соСдинСниС
    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ
    Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ,
    шаг за шагом
    обсчитывая
    ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΈ
    ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅
    части элСктричСской
    схСмы.
    Π’Ρ‹Π²ΠΎΠ΄: Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ напряТСниС Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ
    кондСнсаторС Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ Π½Π°
    Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅, Ρ‚ΠΎ ΠΈ допустимоС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡Π΅Π΅
    напряТСниС Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ ΠΆΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈ Ρƒ
    ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора.
    ΠŸΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ соСдинСниС
    Для всСх кондСнсаторов заряд q
    ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ
    НапряТСниС ΠΆΠ΅ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ
    суммС напряТСний Π½Π° ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ…
    кондСнсаторах:
    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ
    Π’Ρ‹Π²ΠΎΠ΄: Ρ‚Π°ΠΊ ΠΊΠ°ΠΊ напряТСниС Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ
    кондСнсаторС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ мСньшС напряТСния Π½Π°
    Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅, Ρ‚ΠΎ допустимоС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‡Π΅Π΅
    напряТСниС Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ большС, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρƒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ
    7
    кондСнсатора. Π’ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ΅Π½ ΠΏΡ€ΠΎΠ±ΠΎΠΉ!!!
    +11

    8. ЭнСргия кондСнсатора

    ЭнСргия ΡƒΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°
    ΠŸΡƒΡΡ‚ΡŒ Π²Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° = 0, Π°
    Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊ ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Π°Π΅ΠΌ заряд q.
    Π’ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° станСт = q/C.
    Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ вносим заряд dq ΠΈ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΠΌ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ, Π·Π°Ρ‚Ρ€Π°Ρ‡Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ
    Π½Π° ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ заряда ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² сил отталкивания, Ρ‚. Π΅.
    ΠΏΡ€ΠΈΡ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии dW:
    ЭнСргия заряТСнного кондСнсатора
    ЭнСргия кондСнсатора Ρ€Π°Π²Π½Π° суммС энСргий Π΄Π²ΡƒΡ…
    заряТСнных ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², Ρ‚. Π΅. Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎ
    заряТСнных ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΎΠΊ:
    По ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡŽ, Π½ΠΎ с
    ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ Π·Π½Π°ΠΊΠ°ΠΌΠΈ
    Π³Π΄Π΅ U = + βˆ’ βˆ’ βˆ’ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΈΠ»ΠΈ напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ
    ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ кондСнсатора.
    8
    +11

    9. 4. ЭнСргия ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии элСктричСского поля

    ЭнСргия элСктричСского поля W Π² плоском кондСнсаторС
    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ плоского кондСнсатора:
    ЭнСргия, запасаСмая Π² плоском кондСнсаторС:
    Π’Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΠΌ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ
    Π³Π΄Π΅
    W Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля Π• Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ кондСнсатора:
    ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии w элСктричСского поля
    ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии w
    элСктричСского поля — это энСргия,
    приходящаяся Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ объСма:
    ОбъСм V ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ сколь ΡƒΠ³ΠΎΠ΄Π½ΠΎ ΠΌΠ°Π»Ρ‹ΠΌ, Π½Π°ΡΡ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ этого объСма ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ
    ΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ, Ρ‚. Π΅. E βˆ’ постоянным.
    Π’ΠΎΠ³Π΄Π°:
    Π³Π΄Π΅ — объСмная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ,
    — повСрхностная ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ зарядов
    Π³Π΄Π΅ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π² ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎΠΉ части вСдСтся ΠΏΠΎ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΌΡƒ,9Π²
    ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ поля Π• ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π½ΠΎ ΠΎΡ‚ нуля.
    +13

    10. Бпасибо за вниманиС!

    ΠšΡƒΡ€Ρ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ для студСнтов Π‘Π“Π’Π£
    Π—Π°ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ Ρ„Π°ΠΊΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π΅Ρ‚
    ΠšΠ°Ρ„Π΅Π΄Ρ€Π° Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ Π‘Π“Π’Π£
    Π΄ΠΎΡ†Π΅Π½Ρ‚ ΠšΡ€Ρ‹Π»ΠΎΠ² АндрСй Борисович
    Π§Π°ΡΡ‚ΡŒ 3.
    ЭлСктричСство ΠΈ
    постоянный Ρ‚ΠΎΠΊ
    Бпасибо за вниманиС!
    10
    +2
    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€

    — Energy Education

    Рис. 1. Π‘Ρ…Π΅ΠΌΠ° кондСнсатора, Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ Π΄Π²Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ пластины с ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒΡŽ повСрхности A ΠΈ расстояниСм раздСлСния d. Π₯отя Π½Π΅ всС кондСнсаторы ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ‚Π°ΠΊΡƒΡŽ ​​форму, часто Π΄ΡƒΠΌΠ°ΡŽΡ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ выглядят ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊ, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ это ΠΏΡ€ΠΎΡΡ‚Π΅ΠΉΡˆΠ°Ρ гСомСтрия.

    Рисунок 2. Анимация ΠΈΠ· модСлирования PhET Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ кондСнсатор Π΄ΠΎ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΏΠΎΡ€, ΠΏΠΎΠΊΠ° Ρ‚ΠΎΠΊ Π½Π΅ пСрСстанСт Ρ‚Π΅Ρ‡ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Ρ†Π΅ΠΏΡŒ. [1]

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ — это элСктронноС устройство, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ заряд ΠΈ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ.ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»ΡΡ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π½Π°ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ быстрСС, Ρ‡Π΅ΠΌ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Π³ΠΎΡ€Π°Π·Π΄ΠΎ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокой ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ мощности, Ρ‡Π΅ΠΌ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ с Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΆΠ΅ количСством энСргии. ИсслСдования кондСнсаторов ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡŒ, ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π»ΠΈ ΠΈΡ… ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ для хранСния элСктроэнСргии для элСктросСти. Π₯отя кондСнсаторы — это старая тСхнология, супСркондСнсаторы — это Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΎΡ‚ Π² этой Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΈ.

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ — это просто устройства, состоящиС ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ², нСсущих ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅, Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Π΅ заряды. ΠŸΡ€ΠΎΡΡ‚ΠΎΠΉ кондСнсатор с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами состоит ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… мСталличСских пластин ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π°, извСстных ΠΊΠ°ΠΊ элСктроды, Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… изолятором, извСстным ΠΊΠ°ΠΊ диэлСктрик, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ удСрТиваСтся ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ.Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ кондСнсатор интСгрируСтся Π² ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ†Π΅ΠΏΡŒ. Π’ простой Ρ†Π΅ΠΏΠΈ постоянного Ρ‚ΠΎΠΊΠ° каТдая пластина кондСнсатора со Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π΅ΠΌ становится ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎ заряТСнной ΠΈΠ·-Π·Π° ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Ρ†Π΅ΠΏΡŒ. БатарСя направляСт заряд Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ΄Π½Π° пластина становится заряТСнной ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Π° другая — ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ. Π­Ρ‚ΠΎ создаСт элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΈΠ·-Π·Π° накоплСния Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹Ρ… ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Ρ… зарядов, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π΅ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами.ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ пластин постоянна, напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ увСличиваСтся. По ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ увСличСния заряда Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ пластинС напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами становится Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ΠΌ Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΈ Π² этот ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Ρ‚ΠΎΠΊ большС Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ‚Π΅Ρ‡ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Ρ†Π΅ΠΏΡŒ. [2] Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ эффСкт зарядки ΠΈ разрядки ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡƒΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡŒ Π½Π° рисункС 2. Π’ΠΎΠΊ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²ΠΎΠ·ΠΎΠ±Π½ΠΎΠ²ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ, Ссли ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ Π°Π»ΡŒΡ‚Π΅Ρ€Π½Π°Ρ‚ΠΈΠ²Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡƒΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ кондСнсаторы ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΈ Ρ€Π°Π·Ρ€ΡΠΆΠ°Ρ‚ΡŒΡΡ сам, ΠΈΠ»ΠΈ с использованиСм ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ кондСнсатор пСриодичСски заряТался ΠΈ разряТался.2} {2} [/ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅ΠΌΠ°Ρ‚ΠΈΠΊΠ°]

    • [math] \ Delta V [/ math] — напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами, ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ Π² Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ… (Π’)
    • [math] C [/ math] — это Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора, измСряСмая Π² Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄Π°Ρ… (F).
    • [math] E [/ math] — энСргия, запасСнная Π² кондСнсаторС, измСрСнная Π² дТоулях (Π”ΠΆ)


    Π£Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Смкости ΠΈΠ»ΠΈ напряТСния, ΠΈΠ»ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ, ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ количСство энСргии, хранящСйся Π² кондСнсаторС. .

    Π’ качСствС Π°Π»ΡŒΡ‚Π΅Ρ€Π½Π°Ρ‚ΠΈΠ²Ρ‹ ΠΊ кондСнсатору ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π΄ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ диэлСктрик. ДиэлСктрик — это изолятор, ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ элСктродами. Π­Ρ‚ΠΎ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора Π±Π΅Π· измСнСния Π΅Π³ΠΎ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠ². Π­Ρ‚ΠΎ позволяСт кондСнсатору Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ большС энСргии, ΠΎΡΡ‚Π°Π²Π°ΡΡΡŒ ΠΏΡ€ΠΈ этом малСньким. Π‘Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Π½ΡŒ увСличСния зависит ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°, ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½ диэлСктрик. [3]

    Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹

    Π½Π΅ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ высокой ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ энСргии, ΠΊΠ°ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, Π° это ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ кондСнсатор Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Ρ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΡ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ энСргии, ΠΊΠ°ΠΊ батарСя сопоставимого Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€Π°.Π’Π΅ΠΌ Π½Π΅ ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅, Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ высокая ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсаторов ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ подходят для ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΉ, Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… хранСния нСбольшого количСства энСргии с ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ Π΅Π΅ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ быстрым высвобоТдСниСм. Le Mans Prototype Π“ΠΎΠ½ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ±ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ кондСнсаторы для питания элСктродвигатСлСй ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π½ΠΈΡ… колСс. Π­Ρ‚ΠΈ кондСнсаторы Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ Π·Π° счСт Ρ€Π΅ΠΊΡƒΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΠ³ΠΎ тормоТСния ΠΈ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ ΠΈ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΈ Π²Ρ‹Π΅Π·Π΄Π΅ ΠΈΠ· ΠΏΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ². [4]

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π²ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… элСктронных устройствах, для ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… трСбуСтся аккумулятор.Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ кондСнсатор Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΎΡ‚Π²Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Ρ€ΡŽ памяти Π²ΠΎ врСмя Π·Π°ΠΌΠ΅Π½Ρ‹ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. РаспространСнным (хотя ΠΈ Π½Π΅ ΠΎΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎ извСстным) ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ являСтся зарядка Π²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠΈ ΠΊΠ°ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹. Π’ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ нСльзя ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ Π΄Π²Π° снимка со Π²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠΎΠΉ Π² ​​быстрой ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ; кондСнсатор Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ ΠΎΡ‚ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. [5]

    Π‘ΠΎΠ»Π΅Π΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, кондСнсаторы ΠΈΠ³Ρ€Π°ΡŽΡ‚ ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π²ΡƒΡŽ Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ Π²ΠΎ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… практичСских схСмах, ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅ всСго ΠΊΠ°ΠΊ стабилизаторы Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹, ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ Π² постоянный Π² Π°Π΄Π°ΠΏΡ‚Π΅Ρ€Π°Ρ… ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°.Π˜Ρ… ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ благодаря Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ„Π°ΠΊΡ‚Ρƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ кондСнсаторы устойчивы ΠΊ Ρ€Π΅Π·ΠΊΠΈΠΌ измСнСниям напряТСния, Π° это ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ Π±ΡƒΡ„Π΅Ρ€ для хранСния ΠΈ ΠΎΡ‚Π²ΠΎΠ΄Π° элСктроэнСргии для поддСрТания ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. [6] Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, кондСнсатор способСн ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΠΈΠ·ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Ρ„Π»ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Ρ‚ΠΎΠΊ Π·Π° счСт своСй способности ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈ Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»ΡΡ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΠ΅ врСмя.

    ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ кондСнсаторы Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² элСктричСских полях, Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ исслСдоватСли Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‚ Π½Π°Π΄ Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΎΠΉ супСркондСнсаторов, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‡ΡŒ с Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ энСргии.Π­Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΠΎΠ»Π΅Π·Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈ транспортировкС энСргии ΠΈΠ»ΠΈ для хранСния ΠΈ высвобоТдСния энСргии ΠΈΠ· нСпостоянных источников, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ энСргия Π²Π΅Ρ‚Ρ€Π° ΠΈ солнца.

    Phet Simulation

    УнивСрситСт ΠšΠΎΠ»ΠΎΡ€Π°Π΄ΠΎ любСзно Ρ€Π°Π·Ρ€Π΅ΡˆΠΈΠ» Π½Π°ΠΌ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΡƒΡŽ ΡΠΈΠΌΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΡŽ Π€Π΅Ρ‚Π°. Π˜Π·ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Π΅ эту ΡΠΈΠΌΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΡŽ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΊ гравитационная ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия ΠΈ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π²ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ ΠΈ Π½Π°Π·Π°Π΄ ΠΈ ΡΠΎΠ·Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΡŽΡ‰Π΅Π΅ΡΡ количСство кинСтичСской энСргии (подсказка: Ρ‰Π΅Π»ΠΊΠ½ΠΈΡ‚Π΅ , Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ , ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ΄Π΅ Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ΄Π²Π΅ΡˆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ массу):

    Бписок Π»ΠΈΡ‚Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹

    1. ↑ УнивСрситСт ΠšΠΎΠ»ΠΎΡ€Π°Π΄ΠΎ.(25 апрСля 2015 Π³.). ΠšΠΎΠΌΠΏΠ»Π΅ΠΊΡ‚ для конструирования Ρ†Π΅ΠΏΠ΅ΠΉ [Π˜Π½Ρ‚Π΅Ρ€Π½Π΅Ρ‚]. Доступно: http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-ac_en.jnlp
    2. ↑ Π“ΠΈΠΏΠ΅Ρ€Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°. (25 апрСля 2015 Π³.). ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/capac.html
    3. ↑ Π . Π”. Найт, Β«ΠŸΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» ΠΈ ΠΏΠΎΠ»Π΅Β», Π² Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ° для ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹Ρ… ΠΈ ΠΈΠ½ΠΆΠ΅Π½Π΅Ρ€ΠΎΠ²: стратСгичСский ΠΏΠΎΠ΄Ρ…ΠΎΠ΄, 2-Π΅ ΠΈΠ·Π΄. Π‘Π°Π½-Ѐранциско: ΠŸΠΈΡ€ΡΠΎΠ½ Аддисон-Уэсли, 2008, Π³Π».30, сСк. 5. Π‘. 922-932.
    4. ↑ «БупСркондСнсаторы Π±Π΅Ρ€ΡƒΡ‚ Π½Π° сСбя ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΡΡ‚Π²Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Π“Π΅Ρ€ΠΌΠ°Π½ΠΈΠΈΒ» Π€ΠΈΠ»ΠΈΠΏΠΏΠ° Π‘ΠΎΠ»Π»Π°, Π‘ΡŽΠ»Π»Π΅Ρ‚Π΅Π½ΡŒ MRS, Π’ΠΎΠΌ 37, выпуск 09, 2012 Π³., стр. 802-803
    5. ↑ (2014, 27 июня). Как Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°ΡŽΡ‚ Π²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠΈ ΠΊΠ°ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹ [Online]. Доступно: http://electronics.howstuffworks.com/camera-flash.htm
    6. ↑ Sparkfun. (25 апрСля 2015 Π³.). ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ [Онлайн]. Доступно: https://learn.sparkfun.com/tutorials/capacitors

    18,5 ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΈ диэлСктрики — Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°

    Π Π°Π·Π΄Π΅Π» Π¦Π΅Π»ΠΈ обучСния

    К ΠΊΠΎΠ½Ρ†Ρƒ этого Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π° Π²Ρ‹ смоТСтС Π΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅Π΅:

    • Π’Ρ‹Ρ‡ΠΈΡΠ»ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Π·Π°ΠΏΠ°ΡΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π² заряТСнном кондСнсаторС, ΠΈ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора
    • ΠžΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚Π΅ свойства кондСнсаторов ΠΈ диэлСктриков

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° ΡƒΡ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ

    Π¦Π΅Π»ΠΈ обучСния Π² этом Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ вашим ΡƒΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌ ΠΎΠ²Π»Π°Π΄Π΅Ρ‚ΡŒ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ стандартами:

    • (5) Π‘Ρ‚ΡƒΠ΄Π΅Π½Ρ‚ Π·Π½Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Ρƒ сил Π² физичСском ΠΌΠΈΡ€Π΅.ΠžΠΆΠΈΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ студСнт:
      • (F) ΡΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΡΡ‚Ρ€ΠΎΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ сквозной Ρ‚ΠΎΠΊ, Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ², сопротивлСниС ΠΈ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡƒΡŽ элСмСнтами элСктричСской Ρ†Π΅ΠΏΠΈ, соСдинСнными ΠΊΠ°ΠΊ Π² ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π² ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ комбинациях.

    ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, руководство Π»Π°Π±ΠΎΡ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ срСднСй ΡˆΠΊΠΎΠ»Ρ‹ рассматриваСт содСрТаниС этого Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π° Π»Π°Π±ΠΎΡ€Π°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠ΄ Π½Π°Π·Π²Π°Π½ΠΈΠ΅ΠΌ: ЭлСктричСский заряд, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ стандарты:

    • (5) Учащийся Π·Π½Π°Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈΡ€ΠΎΠ΄Ρƒ сил Π² физичСском ΠΌΠΈΡ€Π΅.ΠžΠΆΠΈΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ студСнт:
      • (F) ΡΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΡΡ‚Ρ€ΠΎΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ сквозной Ρ‚ΠΎΠΊ, Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ², сопротивлСниС ΠΈ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡƒΡŽ элСмСнтами элСктричСской Ρ†Π΅ΠΏΠΈ, соСдинСнными ΠΊΠ°ΠΊ Π² ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π² ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ комбинациях.

    Π Π°Π·Π΄Π΅Π» ΠšΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π²Ρ‹Π΅ Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½Ρ‹

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ кондСнсаторы, Π² этом Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅ подчСркиваСтся ΠΈΡ… ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ. ДиэлСктрики вводятся ΠΊΠ°ΠΊ способ увСличСния количСства энСргии, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Ρ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π² кондСнсаторС.Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ идСю хранСния энСргии, обсудитС со студСнтами Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΡ‹ хранСния энСргии, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΈΠ»ΠΈ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. БпроситС, Ρƒ ΠΊΠΎΠ³ΠΎ большС возмоТностСй.

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    ΠžΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚Π΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскиС кондСнсаторы ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΆΠΈΠ·Π½Π΅Π½Π½ΠΎ Π²Π°ΠΆΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ частями всСх элСктричСских Ρ†Π΅ΠΏΠ΅ΠΉ. ЀактичСски, всС элСктричСскиС устройства ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ, Π΄Π°ΠΆΠ΅ Ссли кондСнсатор явно Π½Π΅ вставлСн Π² устройство.

    [BL] ΠŸΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅ учащимся ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΊ слово Π²ΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ Π² повсСднСвной ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ.ΠŸΠΎΠΏΡ€ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅ ΠΈΡ… Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² словарС. Π‘Ρ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅ ΠΈ ΡΠΎΠΏΠΎΡΡ‚Π°Π²ΡŒΡ‚Π΅ повсСднСвноС Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ со Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ Ρ‚Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠ½Π° Π² Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ΅.

    [OL] БпроситС учащихся, ΡΠ»Ρ‹ΡˆΠ°Π»ΠΈ Π»ΠΈ ΠΎΠ½ΠΈ слово кондСнсатор , ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΠΎΠ΅ Π² связи с элСктричСством, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, Π½Π° элСктростанциях ΠΈΠ»ΠΈ Π² элСктричСских цСпях. ΠŸΠΎΠΏΡ€ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅ ΠΈΡ… ΠΎΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ это слово.

    [AL] ΠžΠ±ΡΡƒΠ΄ΠΈΡ‚Π΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π° ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ. ΠžΠ±ΡΡƒΠ΄ΠΈΡ‚Π΅, ΠΊΠ°ΠΊΠΈΠ΅ свойства ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Ρ‹ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ Π΅Π΅ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ.ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ Π½Π° Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ эти свойства присущи ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Π΅.

    Π‘Π½ΠΎΠ²Π° рассмотрим Ρ€Π΅Π½Ρ‚Π³Π΅Π½ΠΎΠ²ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΊΡƒ, Ρ€Π°ΡΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π² ΠΏΡ€Π΅Π΄Ρ‹Π΄ΡƒΡ‰Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ. Как ΡΠΎΠ·Π΄Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅? Один ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд создаСт элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ΅ ΠΎΡ‚ Π½Π΅Π³ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рисункС 18.17. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π΅ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎ, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ линиями увСличиваСтся ΠΏΠΎ ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ удалСния ΠΎΡ‚ заряда. Однако, Ссли ΠΌΡ‹ объСдиним ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряды, ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Π½ΠΎΠ΅ Π½Π° рисункС 18.19 (Π°). ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ зарядами силовыС Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля располоТСны Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ.

    Π§Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΠ΄Π΅Ρ‚, Ссли ΠΌΡ‹ размСстим, скаТСм, ΠΏΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов Π² линию Π½Π°ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² пяти ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов, ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π° рис. 18.27? Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ линиями заряда содСрТит довольно ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅.

    Рисунок 18.27 ΠšΡ€Π°ΡΠ½Ρ‹Π΅ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ — это ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды, Π° синиС Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ — ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды. НаправлСниС элСктричСского поля ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ красными стрСлками. ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ довольно ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎ.

    ΠœΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€ΠΈΡ‚ΡŒ эту идСю Π΅Ρ‰Π΅ дальшС ΠΈ Π΄ΠΎ Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΉ, помСстив Π΄Π²Π΅ мСталличСскиС пластины Π»ΠΈΡ†ΠΎΠΌ ΠΊ Π»ΠΈΡ†Ρƒ ΠΈ заряТая ΠΎΠ΄Π½Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом, Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΠ² ΠΎΠ΄Π½Ρƒ пластину ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΊΠ»Π΅ΠΌΠΌΠ΅ аккумулятора, Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ пластину — ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΊΠ»Π΅ΠΌΠΌΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рисункС 18.28. ЭлСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ этими заряТСнными пластинами Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ‡Ρ€Π΅Π·Π²Ρ‹Ρ‡Π°ΠΉΠ½ΠΎ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ.

    Рисунок 18.28 Π”Π²Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ мСталличСскиС пластины Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ пластин ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΊΠ»Π΅ΠΌΠΌΠ°ΠΌ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ.Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° заряда Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ пластинС ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Π°.

    Π”Π°Π²Π°ΠΉΡ‚Π΅ ΠΏΠΎΠ΄ΡƒΠΌΠ°Π΅ΠΌ ΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠΉ для зарядки этих пластин. ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Π΄ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ пластин ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ ΠΎΠ½ΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π½ΡƒΠ»Π΅Π²ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΠΉ заряд. Π Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π½Π° Π»Π΅Π²ΠΎΠΉ пластинС ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π½Π° ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎΠΉ пластинС Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ°Π»ΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ пластины Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹, поэтому ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Π΅ заряды ΠΎΡ‚ΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚. Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ рассмотритС Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ размСщСния Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π½Π° Π»Π΅Π²ΠΎΠΉ пластинС ΠΈ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π½Π° ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎΠΉ пластинС.ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ Π΄Π²Π° заряда ΠΎΡ‚Ρ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ вновь ΠΏΡ€ΠΈΠ±Ρ‹Π²ΡˆΠΈΡ…, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ силу ΠΊ Π΄Π²ΡƒΠΌ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌ зарядам Π½Π° Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ расстоянии, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΡ… Π½Π° пластины. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ ΠΏΠ°Ρ€ΠΎΠΉ трСбуСтся большС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ ΠΏΠ°Ρ€Ρƒ зарядов Π½Π° пластины. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° пластинах Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΠΈΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряды, трСбуСтся Π΅Ρ‰Π΅ большС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊ Π΄Π°Π»Π΅Π΅. ΠžΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° взялась эта Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°? БатарСя! Π•Π³ΠΎ химичСская ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия прСобразуСтся Π² Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡƒΡŽ для раздСлСния ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов.

    НСсмотря Π½Π° Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ аккумулятор Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π΅Ρ‚, эта Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° выполняСтся Π² систСмС аккумуляторных пластин. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, сохранСниС энСргии Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ Π½Π°ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ, Ссли ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ Π½Π° ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды, энСргия Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ части систСмы Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π½Π° Ρ‚Ρƒ ΠΆΠ΅ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ. ЀактичСски, энСргия аккумулятора сохраняСтся Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами. Π­Ρ‚Π° идСя Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½Π° Ρ€Π°ΡΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π½ΠΈΡŽ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия поднятого ΠΌΠΎΠ»ΠΎΡ‚Π° хранится Π² Π³Ρ€Π°Π²ΠΈΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π—Π΅ΠΌΠ»ΠΈ.Если Π±Ρ‹ Π³Ρ€Π°Π²ΠΈΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ исчСзло, Ρƒ ΠΌΠΎΠ»ΠΎΡ‚Π° Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ Π±Ρ‹ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии. Π’ΠΎΡ‡Π½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅, Ссли Π±Ρ‹ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ элСктричСского поля, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ Π±Ρ‹ накоплСния энСргии.

    Если Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΎΡ‚ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ пластины ΠΎΡ‚ аккумулятора, ΠΎΠ½ΠΈ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ. ΠœΡ‹ ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΈ Π±Ρ‹, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ пластины ΠΊ Π»Π°ΠΌΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ΅, ΠΈ Π»Π°ΠΌΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ° Π·Π°Π³ΠΎΡ€Π΅Π»Π°ΡΡŒ Π±Ρ‹ Π΄ΠΎ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΏΠΎΡ€, ΠΏΠΎΠΊΠ° эта энСргия Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»Π° Π±Ρ‹ израсходована. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, эти пластины ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ. По этой ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ устройство называСтся кондСнсатором.ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ — это Π½Π°Π±ΠΎΡ€ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ², ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π² силу своСй Π³Π΅ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ элСктричСского поля.

    Π Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Ρ€Π΅Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ кондСнсаторы ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ Π½Π° рисункС 18.29. ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΈΡ… Π΄Π΅Π»Π°ΡŽΡ‚ ΠΈΠ· токопроводящих пластин ΠΈΠ»ΠΈ листов, Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… изоляционным ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ. Они ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ плоскими, свСрнутыми ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ Π³Π΅ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΡŽ.

    Рисунок 18.29 НСкоторыС Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ кондСнсаторы. (Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΈΠΊ: Windell Oskay)

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора опрСдСляСтся Π΅Π³ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ C , которая опрСдСляСтся ΠΊΠ°ΠΊ

    , Π³Π΄Π΅ Q, — Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° , заряда Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ пластинС кондСнсатора, Π° Π’, — Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ пластины ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ.Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈ Q , ΠΈ V всСгда ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹, поэтому Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ всСгда ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°. Из уравнСния для Смкости Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π°ΠΌΠΈ измСрСния Смкости ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ C / V, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄Π°ΠΌΠΈ (F) Π² Ρ‡Π΅ΡΡ‚ΡŒ английского Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ° дСвятнадцатого Π²Π΅ΠΊΠ° Майкла ЀарадСя.

    Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C = Q / VC = Q / V ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ смысл: кондСнсатор с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π½Π° рисункС 18.28) Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ с Ρ„ΡƒΡ‚Π±ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ большой заряд, Π½Π΅ трСбуя слишком ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ заряда для ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΊΠ½ΠΈΡ‚Π΅ заряд Π² кондСнсатор.Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Q Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ большим, Π° V Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ малСньким, поэтому Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ C Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ большой. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ заряд Π² кондСнсатор Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ с Π½ΠΎΠ³ΠΎΡ‚ΡŒ, потрСбуСтся Π³ΠΎΡ€Π°Π·Π΄ΠΎ большС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, поэтому Π’ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ большим, Π° Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ мСньшС.

    Π₯отя ΠΈΠ· уравнСния C = Q / VC = Q / V ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ зависит ΠΎΡ‚ напряТСния, Π½Π° самом Π΄Π΅Π»Π΅ это Π½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊ. Для Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ заряда, Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π² кондСнсаторС, ΠΊ Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π΅ напряТСний ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора всСгда остаСтся Π½Π΅ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ.Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ опрСдСляСтся Π³Π΅ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΠ΅ΠΉ кондСнсатора ΠΈ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌΠΈ, ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΎΠ½ ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½. Для кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Π½ΠΈΡ‡Π΅Π³ΠΎ Π½Π΅Ρ‚, Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π²Π½Π°

    .

    , Π³Π΄Π΅ A, — ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ пластин кондСнсатора, Π° d, — ΠΈΡ… расстояниС. ΠœΡ‹ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌ C0C0 вмСсто C , ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора Π½ΠΈΡ‡Π΅Π³ΠΎ Π½Π΅Ρ‚ (Π² ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅ ΠΌΡ‹ ΡƒΠ²ΠΈΠ΄ΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ происходит, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° это Π½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊ). ΠšΠΎΠ½ΡΡ‚Π°Π½Ρ‚Π° Ξ΅0, Ξ΅0, отсчитываСмая эпсилон-ноль , называСтся диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ свободного пространства, ΠΈ Π΅Π΅ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ

    . Ξ΅0 = 8.85 Γ— 10–12 Π€ / ΠΌΞ΅0 = 8,85 Γ— 10–12 Π€ / ΠΌ

    18,37

    Π’ΠΎΠ·Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°ΡΡΡŒ ΠΊ энСргии, хранящСйся Π² кондСнсаторС, ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΡΠΏΡ€ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒ, сколько ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ энСргии Ρ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ кондСнсатор. Если кондСнсатор заряТаСтся ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ΄Π°Ρ‡ΠΈ Π½Π° Π½Π΅Π³ΠΎ напряТСния 90–150 Π’, , Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ Π΅Π³ΠΎ ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ с напряТСниСм 90–150 Π’, — элСктричСская ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия, запасСнная Π² кондСнсаторС, составляСт

    .

    ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ° этого уравнСния Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½Π° Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ΅ для кинСтичСской энСргии, K = 12mv2K = 12mv2.

    Watch Physics

    ΠžΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° бСрСтся Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    Π’ этом Π²ΠΈΠ΄Π΅ΠΎ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊ опрСдСляСтся Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ ΠΎΠ½Π° зависит Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΎΡ‚ гСомСтричСских свойств кондСнсатора, Π° Π½Π΅ ΠΎΡ‚ напряТСния ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ заряда.ΠŸΡ€ΠΈ этом ΠΎΠ½ Π΄Π°Π΅Ρ‚ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠΉ ΠΎΠ±Π·ΠΎΡ€ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ΠΏΡ†ΠΈΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ ΠΈ элСктричСского ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π°.

    ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΊΠ° Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°

    Если ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора, ΠΊΠ°ΠΊ измСнится Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    1. Π£Π΄Π²ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Ρ€Π°Π·Π°.
    2. Π£Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Π΄Π²Π° Ρ€Π°Π·Π°.
    3. Π£Π΄Π²ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Π΄Π²Π° Ρ€Π°Π·Π°.
    4. Π£Π΄Π²ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Ρ€Π°Π·Π°.

    Π’ΠΈΡ€Ρ‚ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°

    ЗарядитС свой кондСнсатор

    Π’ этом ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ Π²Π°ΠΌ прСдставлСн кондСнсатор с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами, ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ напряТСния. БатарСя ΠΈΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π½ΡƒΠ»Π΅Π²ΠΎΠ΅ напряТСниС, поэтому кондСнсатор Π½Π΅ заряТаСтся. Π‘Π΄Π²ΠΈΠ½ΡŒΡ‚Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π·ΡƒΠ½ΠΎΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Π²Π²Π΅Ρ€Ρ… ΠΈ Π²Π½ΠΈΠ·, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ напряТСниС Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΈ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°ΠΉΡ‚Π΅ Π·Π° зарядами, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° пластинах. ΠžΡ‚ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Смкости, заряда Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ пластины ΠΈ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ энСргии ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ напряТСния Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ.Π’Ρ‹ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚Π΅ ΠΎΡ‚ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля Π² кондСнсаторС. НаконСц, ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΡŒΡ‚Π΅ напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π² этой Ρ†Π΅ΠΏΠΈ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π°.

    ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΊΠ° Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°

    Π’Π΅Ρ€Π½ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π΅Π²Π΅Ρ€Π½ΠΎ — Π² кондСнсаторС накоплСнная энСргия всСгда ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°, нСзависимо ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, заряТСна Π»ΠΈ вСрхняя пластина ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом.

    1. Π»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΉ
    2. ΠΏΡ€Π°Π²Π΄Π°

    Π Π°Π±ΠΎΡ‡ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ заряд, Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π² ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ пластинчатом кондСнсаторС

    (a) Какова Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами с мСталличСскими пластинами, каТдая ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ 1.00 ΠΌ 2 , Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· 0,0010 ΠΌ? (Π±) Какой заряд сохраняСтся Π² этом кондСнсаторС, Ссли ΠΊ Π½Π΅ΠΌΡƒ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΎ напряТСниС 3,00 Γ— 10 3 Π’?

    БтратСгия FOR (A)

    Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠΉΡ‚Π΅ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C0 = Ξ΅0AdC0 = Ξ΅0Ad.

    РСшСниС для (а)

    Π’Π²ΠΎΠ΄ Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ Π² это ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ для Смкости кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами Π΄Π°Π΅Ρ‚

    C = Ξ΅0Ad = (8,85 Γ— 10–12 Π€ / ΠΌ) 1,00 ΠΌ 20,00 10 ΠΌ = 8,9 Γ— 10–9 F = 8,9 Π½Π€.C = Ξ΅0Ad = (8,85 Γ— 10–12 Π€ / ΠΌ) 1,00 ΠΌ 20,0010 ΠΌ = 8,9 Γ— 10βˆ’9 F = 8.9Π½Π€.

    18,39

    ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ для (Π°)

    Π­Ρ‚ΠΎ нСбольшоС Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Смкости ΡƒΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π½Π° Ρ‚ΠΎ, насколько слоТно ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ устройство с большой Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ. ΠŸΠΎΠΌΠΎΠ³Π°ΡŽΡ‚ ΡΠΏΠ΅Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄Ρ‹, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ использованиС Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΡ… Ρ„ΠΎΠ»ΡŒΠ³ с ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ большой ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒΡŽ, располоТСнных Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΎ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ, ΠΈΠ»ΠΈ использованиС диэлСктрика (Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ обсуТдСно Π½ΠΈΠΆΠ΅).

    БтратСгия FOR (B)

    Зная C , Π½Π°ΠΉΠ΄ΠΈΡ‚Π΅ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ заряд, Ρ€Π΅ΡˆΠΈΠ² ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C = Q / VC = Q / V для заряда Q .

    РСшСниС для (b)

    Заряд Q Π½Π° кондСнсаторС

    Q = CV = (8.9 Γ— 10–9F) (3,00 Γ— 103V) ​​= 2,7 Γ— 10–5C. Q = CV = (8,9 Γ— 10–9F) (3,00 Γ— 103V) ​​= 2,7 Γ— 10–5C.

    18,40

    ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ для (Π±)

    Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ заряд лишь Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ большС, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ заряд статичСского элСктричСства. Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠ΅ заряда ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π±Ρ‹Π»ΠΎ ΡΠΎΡ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ диэлСктрик ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора.

    Π Π°Π±ΠΎΡ‡ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€

    Какой аккумулятор Π½ΡƒΠΆΠ΅Π½ для зарядки кондСнсатора?

    Π’Π°Ρˆ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π²Π°ΠΌ кондСнсатор 10 ΠΌΠΊΠ€10 ΠΌΠΊΠ€. Аккумулятор ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ напряТСния слСдуСт ΠΏΠΎΠΊΡƒΠΏΠ°Ρ‚ΡŒ для хранСния 120 мкКл120 мкКл Π½Π° этом кондСнсаторС?

    БтратСгия

    Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠΉΡ‚Π΅ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C = Q / VC = Q / V, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ напряТСниС, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠ΅ для зарядки кондСнсатора.

    РСшСниС

    РСшСниС C = Q / VC = Q / V для напряТСния Π΄Π°Π΅Ρ‚ V = Q / CV = Q / C. Вставка C = 10 ΠΌΠΊΠ€ = 10 Γ— 10–6FC = 10 ΠΌΠΊΠ€ = 10 Γ— 10–6F ΠΈ Q = 120 мкКл = 120 Γ— 10–6CQ = 120 мкКл = 120 Γ— 10–6 Β° C Π΄Π°Π΅Ρ‚

    V = QC = 120 Γ— 10–6C10 Γ— 10– 6F = 12Π’ = QC = 120 Γ— 10βˆ’6C10 Γ— 10βˆ’6F = 12Π’

    18,41

    ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅

    Π’Π°ΠΊΡƒΡŽ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΡŽ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½ΠΎ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ Π΄ΠΎΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ. ΠžΡΡ‚Π°Π΅Ρ‚ΡΡ вопрос, достаточно Π»ΠΈ Π² аккумуляторС энСргии для обСспСчСния ΠΆΠ΅Π»Π°Π΅ΠΌΠΎΠ³ΠΎ заряда. Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ UE = 12CV2UE = 12CV2 позволяСт Π½Π°ΠΌ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅ΠΌΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ.

    UE = 12CV2 = 12 (10 Γ— 10-6F) (12Π’) 2 = 72ΠΌJUE = 12CV2 = 12 (10 Γ— 10-6F) (12Π’) 2 = 72ΠΌΠ”ΠΆ

    18,42

    ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹ΠΉ коммСрчСский аккумулятор ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ количСство энСргии.

    ΠŸΡ€Π°ΠΊΡ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ

    23.

    КакоС напряТСниС Π½Π° 35 ΠΌΠΊΠ€ ΠΏΡ€ΠΈ зарядС 25 нКл?

    1. 8,75 Γ— 10 βˆ’13 Π’
    2. 0,71 Γ— 10 βˆ’3 Π’
    3. 1,4 Γ— 10 βˆ’3 Π’
    4. 1,4 Γ— 10 3 Π’
    24.

    КакоС напряТСниС подаСтся Π½Π° кондСнсатор Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 100 ΠΌΠΊΠ€, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ накапливаСтся 10 Π”ΠΆ энСргии?

    1. βˆ’4.5 Γ— 10 2 Π’
    2. 4,5 Γ— 10 2 Π’
    3. Β± 4,5 Γ— 10 2 Π’
    4. Β± 9 Γ— 10 2 Π’

    ДиэлСктрики

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    ΠžΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚Π΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ диэлСктрик — это сокращСниС ΠΎΡ‚ диэлСктричСского ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° , ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ элСктричСскиС свойства, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΎΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π² этом Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅. Π‘Π»ΠΎΠ²ΠΎ диэлСктрик ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ для обозначСния способности ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ.НапомнитС учащимся, Ρ‡Ρ‚ΠΎ изолятор ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ для обозначСния способности ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΎΡ‚Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ элСктричСского заряда.

    [BL] [OL] ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅ Π½Π° Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ прСфикс di ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ Π΄Π²Π° ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Π²ΠΎΠΉΠ½ΠΎΠΉ. Π’ сочСтании со словом electric это ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ диэлСктрик ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π΄Π²Π° элСктричСских заряда.

    [AL] БпроситС студСнтов, Π·Π½Π°ΡŽΡ‚ Π»ΠΈ ΠΎΠ½ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ слова, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ прСфикс di Π² Π½Π°ΡƒΠΊΠ΅ (Π΄Π²ΡƒΡ…Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΉ, Π΄Π²ΡƒΠΎΠΊΠΈΡΡŒ ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄Π°, диполь,…).

    ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Π΄ Ρ‚Π΅ΠΌ, ΠΊΠ°ΠΊ Ρ€Π°Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒΡΡ с Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌ, Π΄Π°Π²Π°ΠΉΡ‚Π΅ посмотрим, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΠ΄Π΅Ρ‚, Ссли ΠΌΡ‹ помСстим изоляционный ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π±Ρ‹Π» заряТСн, Π° Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ ΠΎΡ‚ Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рисункС 18.30. ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» являСтся ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΌ, заряд Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π½Π΅Π³ΠΎ ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ пластины ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ, поэтому заряд Q Π½Π° кондСнсаторС Π½Π΅ измСняСтся. ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами заряТСнного кондСнсатора сущСствуСт элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, поэтому ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» становится поляризованным, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π² Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅ΠΉ части рисунка. ЭлСктроизоляционный ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π», ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ поляризуСтся Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅, называСтся диэлСктриком.

    Рисунок 18.30 ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд Π² ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Π°Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π° смСщаСтся Π²Π»Π΅Π²ΠΎ, Π² сторону ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда кондСнсатора.Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ сдвиг происходит ΠΈΠ·-Π·Π° элСктричСского поля, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΊΠ»Π°Π΄Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ силу Π²Π»Π΅Π²ΠΎ ΠΊ элСктронам Π² ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Π°Ρ… диэлСктрика. Π£ ΠΏΡ€Π°Π²Ρ‹Ρ… сторон ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ» Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ отсутствуСт Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда, поэтому ΠΈΡ… суммарный заряд ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ.

    Рисунок 18.30 Π’Π΅Ρ€Ρ…Π½ΠΈΠΉ ΠΈ Π½ΠΈΠΆΠ½ΠΈΠΉ кондСнсаторы нСсут ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ заряд Q . ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅Π³ΠΎ кондСнсатора Π½Π΅Ρ‚ диэлСктрика. ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅Π³ΠΎ кондСнсатора установлСн диэлСктрик. ΠœΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ Π² диэлСктрикС поляризованы элСктричСским ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΌ кондСнсатора.

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    Π£ΠΊΠ°ΠΆΠΈΡ‚Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ повСрхностный заряд Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ сторонС диэлСктрика. ΠžΠ±ΡΡƒΠ΄ΠΈΡ‚Π΅ со студСнтами, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля нарисованы Ρ‚Π°ΠΊ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ½ΠΈ касались повСрхностных зарядов, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля всСгда Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈΠ»ΠΈ Π·Π°ΠΊΠ°Π½Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° зарядС. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, мСньшСС количСство Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΉ элСктричСского поля Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· диэлСктрик, Π° это ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ диэлСктрика слабСС.

    ВсС элСктроизоляционныС ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Ρ‹ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ диэлСктриками, Π½ΠΎ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… Π½Π° Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅, Ρ‡Π΅ΠΌ диэлСктрики, Ρ‡Π΅ΠΌ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅.Π₯ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠΉ диэлСктрик — это Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ диэлСктрик, ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‚ своим элСктронам сильно ΡΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅. Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ словами, элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΎΡ‚Ρ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ ΠΈΡ… элСктроны ΠΎΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°, Π½ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ Π½Π΅ выходят ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΈΠ· Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° (Π²ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ ΠΎΠ½ΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ изоляторами).

    На рис. 18.31 ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ макроскопичСский Π²ΠΈΠ΄ диэлСктрика Π² заряТСнном кондСнсаторС. ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля Π² кондСнсаторС с диэлСктриком располоТСны дальшС Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΎΡ‚ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π°, Ρ‡Π΅ΠΌ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля Π² кондСнсаторС Π±Π΅Π· диэлСктрика.Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π² диэлСктрикС слабСС, поэтому ΠΎΠ½ Ρ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ мСньшС элСктричСской ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии, Ρ‡Π΅ΠΌ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π² кондСнсаторС Π±Π΅Π· диэлСктрика.

    ΠšΡƒΠ΄Π° ΡƒΡˆΠ»Π° эта энСргия? ЀактичСски, ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ Π² диэлСктрикС Π΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΊΡ€ΠΎΡˆΠ΅Ρ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½Ρ‹, ΠΈ энСргия элСктричСского поля ΡƒΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ Π½Π° растяТСниС этих ΠΏΡ€ΡƒΠΆΠΈΠ½. ΠŸΡ€ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΌ ослаблСнии элСктричСского поля Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π° напряТСний ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя сторонами кондСнсатора становится мСньшС, поэтому становится Π»Π΅Π³Ρ‡Π΅ Π½Π°Π»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ больший заряд Π½Π° кондСнсатор.Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ диэлСктрика Π² кондСнсаторС ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ Π΅Π³ΠΎ зарядкой позволяСт Ρ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Π² кондСнсаторС большС заряда ΠΈ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии. ΠŸΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ пластина с диэлСктриком ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ

    . C = ΞΊΞ΅0Ad = ΞΊC0, C = ΞΊΞ΅0Ad = ΞΊC0,

    18,43

    Π³Π΄Π΅ ΞΊΞΊ ( ΠΊΠ°ΠΏΠΏΠ° ) — бСзразмСрная постоянная, называСмая диэлСктричСской постоянной . ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ для диэлСктриков ΞΊΞΊ большС 1, Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ увСличиваСтся, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° диэлСктрик помСщаСтся ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора. ДиэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Π° Π² Π’Π°Π±Π»ΠΈΡ†Π΅ 18.1.

    ΠœΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» ДиэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ (ΞΊΞΊ)
    Π’Π°ΠΊΡƒΡƒΠΌ 1,00000
    Π’ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ… 1.00059
    ΠŸΠ»Π°Π²Π»Π΅Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠ²Π°Ρ€Ρ† 3,78
    НСопрСновый ΠΊΠ°ΡƒΡ‡ΡƒΠΊ 6,7
    НСйлон 3,4
    Π‘ΡƒΠΌΠ°Π³Π° 3,7
    ΠŸΠΎΠ»ΠΈΡΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ» 2,56
    Π‘Ρ‚Π΅ΠΊΠ»ΠΎ Pyrex 5.6
    ΠšΡ€Π΅ΠΌΠ½ΠΈΠ΅Π²ΠΎΠ΅ масло 2,5
    Π’ΠΈΡ‚Π°Π½Π°Ρ‚ стронция 233
    Π’Π΅Ρ„Π»ΠΎΠ½ 2,1
    Π’ΠΎΠ΄Π° 80

    Π’Π°Π±Π»ΠΈΡ†Π° 18.1 ДиэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ для Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈ 20 Β° C

    Рисунок 18.31 Π’Π΅Ρ€Ρ…Π½ΠΈΠΉ ΠΈ Π½ΠΈΠΆΠ½ΠΈΠΉ кондСнсаторы нСсут ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ заряд Q. ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅Π³ΠΎ кондСнсатора Π½Π΅Ρ‚ диэлСктрика. ΠœΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π½ΠΈΠΆΠ½Π΅Π³ΠΎ кондСнсатора установлСн диэлСктрик.ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля Π·Π°ΠΊΠ°Π½Ρ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΈ Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° поляризационных зарядах Π² диэлСктрикС, элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π² кондСнсаторС ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ сильноС. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΌ зарядС кондСнсатор Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ мСньшС энСргии, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΎΠ½ содСрТит диэлСктрик.

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° учитСля

    ΠŸΠΎΠ΄Ρ‡Π΅Ρ€ΠΊΠ½ΠΈΡ‚Π΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля Π² диэлСктрикС ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Π΅, Ρ‡Π΅ΠΌ Π² кондСнсаторС Π±Π΅Π· диэлСктрика, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π² диэлСктрикС слабСС.

    Π Π°Π±ΠΎΡ‡ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ для Π²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠΈ ΠΊΠ°ΠΌΠ΅Ρ€Ρ‹

    Випичная Π²ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠ° для Ρ„ΠΎΡ‚ΠΎΠ°ΠΏΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ‚Π° Β«Π½Π°Π²Π΅Π΄ΠΈ ΠΈ снимай» ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ кондСнсатор Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 200 ΠΌΠΊΠ€ ΠΈ 200 ΠΌΠΊΠ€.(Π°) Если Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора составляСт 100 Π’, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ 100 Π’ подаСтся Β«ΠΏΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΊ кондСнсатора», сколько энСргии хранится Π² кондСнсаторС? (b) Если Π±Ρ‹ диэлСктрик, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π² кондСнсаторС, прСдставлял собой лист Π½Π΅ΠΉΠ»ΠΎΠ½Π° Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½ΠΎΠΉ 0,010 ΠΌΠΌ, ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ Π±Ρ‹Π»Π° Π±Ρ‹ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ повСрхности пластин кондСнсатора?

    БтратСгия FOR (A)

    Учитывая, Ρ‡Ρ‚ΠΎ V = 100VV = 100V ΠΈ C = 200 Γ— 10βˆ’6FC = 200 Γ— 10βˆ’6F, ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ UE = 12CV2UE = 12CV2, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Ρ…Ρ€Π°Π½ΡΡ‰ΡƒΡŽΡΡ Π² кондСнсаторС.

    РСшСниС для (а)

    Вставка Π·Π°Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ Π² UE = 12CV2UE = 12CV2 Π΄Π°Π΅Ρ‚

    UE = 12CV2 = 12 (200 Γ— 10βˆ’6F) (100V) 2 = 1.0J .UE = 12CV2 = 12 (200 Γ— 10βˆ’6F) (100V) 2 = 1.0J.

    18,44

    ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ для (Π°)

    Π­Ρ‚ΠΎΠΉ энСргии достаточно, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ΄Π½ΡΡ‚ΡŒ 1-ΠΊΠΈΠ»ΠΎΠ³Ρ€Π°ΠΌΠΌΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ мяч Π½Π° высоту ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 1 ΠΌ ΠΎΡ‚ Π·Π΅ΠΌΠ»ΠΈ. Π’ΡΠΏΡ‹ΡˆΠΊΠ° длится ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 0,001 с, поэтому ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, отдаваСмая кондСнсатором Π·Π° это ΠΊΠΎΡ€ΠΎΡ‚ΠΊΠΎΠ΅ врСмя, составляСт P = UEt = 1,0J0,001s = 1kWP = UEt = 1,0J0,001s = 1 ΠΊΠ’Ρ‚. Учитывая, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π°Π²Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ±ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒ Π²Ρ‹Π΄Π°Π΅Ρ‚ ΠΌΠΎΡ‰Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 100 ΠΊΠ’Ρ‚, для нСбольшого кондСнсатора это Π½Π΅ΠΏΠ»ΠΎΡ…ΠΎ!

    БтратСгия FOR (B)

    ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ пластины кондСнсатора находятся Π² ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π΅ с диэлСктриком, ΠΌΡ‹ Π·Π½Π°Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора d = 0.010 ΠΌΠΌ = 1,0 Γ— 10-5 ΠΌΠ΄ = 0,010 ΠΌΠΌ = 1,0 Γ— 10-5 ΠΌ. Из ΠΏΡ€Π΅Π΄Ρ‹Π΄ΡƒΡ‰Π΅ΠΉ Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Ρ‹ диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ Π½Π΅ΠΉΠ»ΠΎΠ½Π° Ρ€Π°Π²Π½Π° ΞΊ = 3,4ΞΊ = 3,4. Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C = ΞΊΞ΅0AdC = ΞΊΞ΅0Ad, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ кондСнсатора A .

    РСшСниС (b)

    РСшСниС уравнСния для области A ΠΈ вставка извСстных Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ Π΄Π°Π΅Ρ‚

    C = ΞΊΞ΅0AdA = CdΞΊΞ΅0 = (200 Γ— 10βˆ’6F) (1.0 Γ— 10βˆ’5m) (3.4) (8.85 Γ— 10βˆ’12 F / m) = 66m2.C = ΞΊΞ΅0AdA = CdΞΊΞ΅0 = (200 Γ— 10βˆ’6F) ( 1,0 Γ— 10–5 ΠΌ) (3,4) (8,85 Γ— 10–12 Π€ / ΠΌ) = 66 ΠΌ2.

    18.45

    ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ для (Π±)

    Π­Ρ‚ΠΎ слишком большая ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π΅Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π±Ρ‹Π»ΠΎ ΡΠ²Π΅Ρ€Π½ΡƒΡ‚ΡŒ Π² кондСнсатор, достаточно малСнький, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π² ΠΏΠΎΡ€Ρ‚Π°Ρ‚ΠΈΠ²Π½ΡƒΡŽ ΠΊΠ°ΠΌΠ΅Ρ€Ρƒ. Π’ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ Π² этих кондСнсаторах ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ простыС диэлСктрики, Π° Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡˆΠ΅Π½Π½Π°Ρ тСхнология для получСния высокой Смкости.

    ΠŸΡ€Π°ΠΊΡ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ

    25.

    ΠŸΡ€ΠΈ 12 Π’ Π½Π° кондСнсаторС ΠΎΠ½ ΠΏΡ€ΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Π΅Ρ‚ заряд 10 мкКл. Какая Ρƒ Π½Π΅Π³ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    1. 0,83 ΠΌΠΊΠΌ F
    2. 83 ΠΌΠΊΠΌ F
    3. 120 ΠΌΠΊΠΌ F
    4. 830 ΠΌΠΊΠΌ F
    26.

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ 10 см 2 , ΠΈ пластины Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Ρ‹ Π½Π° 100 ΠΌΠΊΠΌ ΠΌ. Если кондСнсатор содСрТит Π±ΡƒΠΌΠ°Π³Ρƒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами, ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ²Π° Π΅Π³ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    1. 3,3 Γ— 10 βˆ’10 F
    2. 3,3 Γ— 10 βˆ’8 F
    3. 3,3 Γ— 10 βˆ’6 F
    4. 3,3 Γ— 10 βˆ’4 F

    ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡŒΡ‚Π΅ своС ΠΏΠΎΠ½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅

    27.

    Если ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами увСличиваСтся Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ это влияСт Π½Π° Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    1. Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ останСтся ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ½Π΅ΠΉ.
    2. Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ увСличится Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅.
    3. Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ увСличится Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Ρ€Π°Π·Π°.
    4. Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ увСличится Π² восСмь Ρ€Π°Π·.
    28.

    Если ΡƒΠ΄Π²ΠΎΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡŒ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Ρ€Π°Π·Π°, ΠΊΠ°ΠΊ измСнится Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    1. УвСличится Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅.
    2. Он увСличится Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Ρ€Π°Π·Π°.
    3. Он увСличится Π² ΡˆΠ΅ΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·.
    4. Он увСличится Π² восСмь Ρ€Π°Π·.

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ — это устройство, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΠΎΠ΅ для хранСния элСктричСской энСргии.

    ΠŸΠ»Π°ΡΡ‚ΠΈΠ½Ρ‹ кондСнсатора заряТСны, ΠΈ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ сущСствуСт элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅. ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ разрядится, Ссли пластины ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ вмСстС Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· рСзистор.

    Заряд кондСнсатора

    Заряд кондСнсатора ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ

    Q = I t (1)

    , Π³Π΄Π΅

    Q = заряд кондСнсатора (ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½, Кл, мкКл)

    I = Ρ‚ΠΎΠΊ (А)

    t = врСмя (с)

    ΠšΠΎΠ»ΠΈΡ‡Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎ заряда (количСство элСктронов) измСряСтся Π² ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½Π°Ρ… — C — , Π³Π΄Π΅

    1 ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½ = 6.24 10 18 элСктронов

    НаимСньший ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ заряд — это заряд, пСрСносимый элСктроном, Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ΠΉ -1,602 10 -19 ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½ΠΎΠ² .

    ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ — количСство ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠΉ элСктроэнСргии

    Если Ρ‚ΠΎΠΊ 5 А ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Π² Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ 2 ΠΌΠΈΠ½ΡƒΡ‚Ρ‹, количСство элСктроэнСргии — ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½ΠΎΠ² — ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ

    Q = (5 А) (2 мин. ) (60 с / мин)

    = 600 C

    ΠΈΠ»ΠΈ, Π² элСктронах:

    (600 C) ( 6.24 10 18 элСктронов / C)

    = 3,744 10 21 элСктронов

    ΠΠ°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля (диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ)

    Если Π΄Π²Π΅ заряТСнныС пластины Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Ρ‹ ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ срСдой — диэлСктрик — Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля (Π³Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π°) ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя пластинами ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° ΠΊΠ°ΠΊ

    E = U / d (2)

    , Π³Π΄Π΅

    E = Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля (Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚ / ΠΌ)

    U = элСктричСский ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» (Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚)

    d = Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° диэлСктрика, расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами (ΠΌ)

    ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ — Π½Π°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля

    НапряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя пластинами составляСт 230 Π’ , Π° расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ ΠΈΡ… 5 ΠΌΠΌ .ΠΠ°ΠΏΡ€ΡΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского поля ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ рассчитана ΠΊΠ°ΠΊ

    E = (230 Π’) / ((5 ΠΌΠΌ) (10 -3 ΠΌ / ΠΌΠΌ))

    = 46000 Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚ / ΠΌ

    = 46 ΠΊΠ’ / ΠΌ

    ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°

    ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° — это ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ зарядом кондСнсатора ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒΡŽ повСрхности пластин кондСнсатора:

    D = Q / A (3)

    , Π³Π΄Π΅

    D = ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктричСского ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° (ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½ / ΠΌ 2 )

    A = ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ повСрхности кондСнсатора (ΠΌ 2 )

    Заряд ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ΅ напряТСниС

    Заряд Π² кондСнсаторС ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»Π΅Π½ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ΅ напряТСниС ΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΎ ΠΊΠ°ΠΊ

    Q = CU (4)

    , Π³Π΄Π΅

    C = константа ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ (Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄, Π€, 90 050 ΠΌΠΊΠ€ )

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ

    Из (4) Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ

    C = Q / U (5)

    Один Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄ опрСдСляСтся ΠΊΠ°ΠΊ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° сущСствуСт Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π½Π° пластинах Π² ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈ ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ заряда Π² ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΊΡƒΠ»ΠΎΠ½.

    ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ ΠΌΠΊΠ€ (10 -6 F) .

    ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ — НапряТСниС Π½Π° кондСнсаторС

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ 5 ΠΌΠΊΠ€ заряТСн 10 мК . НапряТСниС Π½Π° кондСнсаторС ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΠΈΠ² (4) Π½Π°

    U = Q / C

    = (10 мКл) (10 -3 Кл / мКл) / ((5 мкЀ) ( 10 -6 Ѐ / мкЀ)

    = 2000 Π’

    = 2 ΠΊΠ’

    ΠΠ±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½Π°Ρ диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ

    ΠžΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ плотности элСктричСского ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΊ элСктричСскому полю называСтся Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠΉ диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ — Ξ΅ — диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° ΠΊΠ°ΠΊ

    Ξ΅ = D / E (6)

    Π³Π΄Π΅

    Ξ΅ = Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½Π°Ρ диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ (Π€ / ΠΌ)

    ΠΠ±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½Π°Ρ диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ свободного пространства ΠΈΠ»ΠΈ Π²Π°ΠΊΡƒΡƒΠΌΠ° — Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ называСмая элСктричСской постоянной — Ξ΅ 0 — это 8.85 10 -12 Π€ / ΠΌ .

    ΠžΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ

    ΠžΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ, Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ называСмая диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Ξ΅ r , прСдставляСт собой ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° поля Π² Ρ€Π΅Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ диэлСктрикС — Ξ΅ — ΠΈ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ° поля Π² Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠΌ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ. Π²Π°ΠΊΡƒΡƒΠΌ — Ξ΅ 0 .

    Ξ΅ r = Ξ΅ / Ξ΅ 0 (7a)

    ЀактичСская диэлСктричСская ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ рассчитана ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ прСобразования (7a) Π²

    Ξ΅ = Ξ΅ r Ξ΅ 0 ( 7b)

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ пластинчатого кондСнсатора — ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рисункС Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ — ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΠΈ А пластины.Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° ΠΊΠ°ΠΊ

    C = Ξ΅ r Ξ΅ 0 A / d (8)

    , Π³Π΄Π΅

    A = ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ пластины (ΠΌ 2 )

    d = Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° диэлСктрика, расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами (ΠΌ)

    Для пластинчатого кондСнсатора с нСсколькими пластинами Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ

    C = Ξ΅ r Ξ΅ 0 A (n — 1) / d (8b)

    Π³Π΄Π΅

    n = количСство пластин

    ΠŸΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€ — Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ пластинчатого кондСнсатора

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ пластинчатого кондСнсатора ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒΡŽ 5 см 2 , 10 пластин ΠΈ расстояниС 0.1 ΠΌΠΌ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами — с кСрамичСским диэлСктриком с ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ 30 ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами — ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ

    C = ( 8,85 10 -12 Ѐ / м ) (30) (5 см 2 ) (10 -4 м 2 / см 2 ) (10-1) / ((0,1 мм) (10 -3 м / мм))

    = 11 10 — 9 F

    = 11 ΠΏΠ€

    Π’ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹Π΅ кондСнсаторы

    Π’ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ кондСнсаторы —

    • ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡˆΠ½Ρ‹Π΅ кондСнсаторы
    • ΡΠ»ΡŽΠ΄ΡΠ½Ρ‹Π΅ кондСнсаторы
    • Π±ΡƒΠΌΠ°ΠΆΠ½Ρ‹Π΅ кондСнсаторы
    • кСрамичСскиС кондСнсаторы
    • пластиковыС кондСнсаторы
    • Ρ‚ΠΈΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ оксидныС кондСнсаторы
    • ЭлСктролитичСскиС кондСнсаторы

    Physics for Science & Engineering II

    5.10 ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии ΠΎΡ‚ УправлСния акадСмичСских Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΉ Π½Π° Vimeo.

    5.10 ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии

    Π£Π΄ΠΎΠ±Π½ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡƒΡŽ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ энСргии, ΠΈ ΠΌΡ‹ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Ρ‚ΡŒ эту Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ ΠΌΠ°Π»Ρ‹ΠΌ u. Он опрСдСляСтся ΠΊΠ°ΠΊ энСргия, запасСнная Π² элСктричСских полях кондСнсатора Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ объСма. Он Ρ€Π°Π²Π΅Π½ u sub E, Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½Π° объСм области ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора. Если ΠΌΡ‹ рассмотрим кондСнсатор с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами, ΠΌΡ‹ Π·Π½Π°Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ кондСнсатор состоит ΠΈΠ· Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… проводящих пластин, Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΈΠ·ΠΎΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ срСдой.Допустим, расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ A, d — это расстояниС раздСлСния, Π° A прСдставляСт собой ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ повСрхности пластины.

    Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, для Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ, скаТСм, Ρ‡Ρ‚ΠΎ вСрхняя пластина заряТСна ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ниТняя пластина заряТСна ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΈ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ заполняСт ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами, ΠΏΡ€ΠΎΠΈΡΡ…ΠΎΠ΄ΡΡ‰ΡƒΡŽ ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнной ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнной пластинС. ΠŸΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии, малая u, Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π½Π° ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠΉ энСргии, запасСнной Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ этого кондСнсатора, Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π½Π° объСм области ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами.ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ повСрхности пластины Ρ€Π°Π²Π½Π° A, Π° расстояниС раздСлСния Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ d, это Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ A, ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½Π° d.

    Π’ явном Π²ΠΈΠ΄Π΅ ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»Π½ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Π·Π°ΠΏΠ°ΡΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами этого кондСнсатора, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Ρƒ Смкости пластины, ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π½Π° ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚ разности ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами, Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π½Π° A ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ΅ Π½Π° d.

    Π§Ρ‚ΠΎ ΠΆ, Ссли ΠΌΡ‹ вспомним Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами, Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±Ρ‹Π»Π° Ρ€Π°Π²Π½Π° эпсилону, ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½Π° ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ пластин, ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π½Π° Π½ΡƒΠ»Π΅Π²ΡƒΡŽ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ пластин, Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π½Π° расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора.Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, Ссли ΠΌΡ‹ подставим это вмСсто Смкости здСсь, Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для плотности энСргии станСт Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ΠΌ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π΅ A, ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½Π° V Π² ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Π΅, Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠΌ Π½Π° A, ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ΅ Π½Π° A — здСсь ΠΌΡ‹ ΠΈΠΌΠ΅Π΅ΠΌ d ΠΈΠ· уравнСния, Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ d Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π΅Π½ ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½Ρ‹, d Π² ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Π΅ Π² Π·Π½Π°ΠΌΠ΅Π½Π°Ρ‚Π΅Π»Π΅. ΠŸΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΠΈ пластин сократятся Π² числитСлС ΠΈ Π·Π½Π°ΠΌΠ΅Π½Π°Ρ‚Π΅Π»Π΅, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Ρƒ нас Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ноль Эпсилона. Π”Π°Π²Π°ΠΉΡ‚Π΅ Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅ΠΌ Π·Π°Π±Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ± этом здСсь. Π’ΠΎΠ³Π΄Π° ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии, Ρ€Π°Π²Π½ΡƒΡŽ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π΅ эпсилона ноль V Π½Π° d Π² ​​квадратС.

    ΠŸΠΎΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΠΌ, Ρ‡Π΅ΠΌΡƒ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ это ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅.Если Π²ΡΠΏΠΎΠΌΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΎΠ±ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΠ°ΠΌΠΈ кондСнсатора, V Π±Ρ‹Π»ΠΎ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»Ρƒ ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ пластинС E dot dl. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Ссли Π²Ρ‹Π±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΡΠΌΡƒΡŽ линию ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ пластины ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ, Ρ‚ΠΎΠ³Π΄Π° dl Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ приращСния смСщСния вдоль этого ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ. Π£Π³ΠΎΠ» ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ элСктричСского поля ΠΈ Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ приращСния смСщСния Π² этом случаС Ρ€Π°Π²Π΅Π½ Π½ΡƒΠ»ΡŽ, Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ ΠΎΠ½ стал Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ΠΌ косинусу Edl нуля. ΠšΠΎΡΠΈΠ½ΡƒΡ нуля Ρ€Π°Π²Π΅Π½ 1.

    Для кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами ΠΌΡ‹ Π²ΠΈΠ΄Π΅Π»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ постоянным.ΠœΡ‹ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ»ΠΈ это, ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Π½ΠΈΠ² Π·Π°ΠΊΠΎΠ½ Гаусса. Π Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π» Π½Π°ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π³Π΄Π΅ Π±Ρ‹ ΠΌΡ‹ Π½ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΠ»ΠΈ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами, Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° поля Π±Ρ‹Π»Π° ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ вынСсти это Π·Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Ρ‹ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»Π°, ΠΈ, Π½Π°ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ†, Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами становится Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€Π°Π»Ρƒ dl, ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π³Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΡ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ пластины ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ.

    Если ΠΌΡ‹ слоТим всС эти Π²Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΈΠ½ΠΊΡ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ смСщСния Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ Π½Π° этом расстоянии, ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ этого расстояния, которая Ρ€Π°Π²Π½Π° Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ Ρ€Π°ΡΡΡ‚ΠΎΡΠ½ΠΈΡŽ d.Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, это Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ становится Ρ€Π°Π²Π½Ρ‹ΠΌ E ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½Π° d. И, Ρ€Π΅ΡˆΠ°Ρ Ρ‚Π°ΠΌ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ E Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ V Π½Π°Π΄ d.

    Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, это ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π½Π΅ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΠ½ΠΎΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° элСктричСского поля ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами этого кондСнсатора. Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Π·Π°ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ это ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅, Π²Ρ‹Ρ€Π°Π·ΠΈΠ² ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии, малСнький u, Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΈΠ½Π΅ эпсилона, ΡƒΠΌΠ½ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π½Π° Π½ΡƒΠ»ΡŒ, Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ элСктричСского поля Π² ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Π΅. ΠšΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ, Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π΅ΠΉ плотности энСргии Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ энСргия Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ объСма, поэтому u Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ — Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π° энСргии Π² систСмС Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ† БИ — Π”ΠΆΠΎΡƒΠ»ΡŒ — Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π° объСма — кубичСский ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€, поэтому Π”ΠΆΠΎΡƒΠ»ΡŒ Π½Π° кубичСский ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ — Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π° плотности энСргии Π² систСмС Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ† БИ.

    ΠœΡ‹ ΡƒΠ²ΠΈΠ΄ΠΈΠΌ прСимущСства Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ с ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ энСргии Π² ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΡ‚ Π½Π°ΠΌ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡ‚ΡŒ количСство энСргии, хранящСйся Π² ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ области ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора. ΠšΡ€ΠΎΠΌΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, хотя ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ это Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ для кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами, ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ, это Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ справСдливо ΠΊΠ°ΠΊ для сфСричСских, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ для цилиндричСских кондСнсаторов. ЕдинствСнная Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π°, ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎ ΠΆΠ΅, Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π² связанных с Π½ΠΈΠΌΠΈ элСктричСских полях.

    Для кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами всС врСмя Π±Ρ‹Π»ΠΎ постоянным, поэтому ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии, энСргия Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ объСма, Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ постоянна.Для сфСричСских, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ цилиндричСских кондСнсаторов элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ являСтся Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠ΅ΠΉ Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ расстояния; поэтому ΠΎΠ½ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ Π½Π° Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΡƒ ΠΏΠΎ Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ Ρ€Π°ΡΡΡ‚ΠΎΡΠ½ΠΈΡŽ. Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ этого ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ энСргии Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ постоянной для этих кондСнсаторов. Он Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΌΠ΅Π½ΡΡ‚ΡŒΡΡ ΠΎΡ‚ ΠΏΡƒΠ½ΠΊΡ‚Π° ΠΊ ΠΏΡƒΠ½ΠΊΡ‚Ρƒ.

    18,5 ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΈ диэлСктрики | Texas Gateway

    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹

    Π‘Π½ΠΎΠ²Π° рассмотрим Ρ€Π΅Π½Ρ‚Π³Π΅Π½ΠΎΠ²ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ‚Ρ€ΡƒΠ±ΠΊΡƒ, Ρ€Π°ΡΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΡƒΡŽ Π² ΠΏΡ€Π΅Π΄Ρ‹Π΄ΡƒΡ‰Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡ΠΈ. Как ΡΠΎΠ·Π΄Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅? Один ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряд создаСт элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΎ ΠΎΡ‚ Π½Π΅Π³ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π° рисункС 18.18. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π½Π΅ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎ, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ линиями увСличиваСтся ΠΏΠΎ ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ удалСния ΠΎΡ‚ заряда. Однако, Ссли ΠΌΡ‹ объСдиним ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряды, ΠΌΡ‹ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠΌ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅, ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Π½ΠΎΠ΅ Π½Π° рисункС 18.20 (Π°). ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ зарядами силовыС Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля располоТСны Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ.

    Π§Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·ΠΎΠΉΠ΄Π΅Ρ‚, Ссли ΠΌΡ‹ размСстим, скаТСм, ΠΏΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов Π² линию Π½Π°ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ² пяти ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов, ΠΊΠ°ΠΊ Π½Π° рис. 18.29? Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ линиями заряда содСрТит довольно ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅.

    Рисунок 18.29 ΠšΡ€Π°ΡΠ½Ρ‹Π΅ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ — ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды, синиС Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ — ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅. НаправлСниС элСктричСского поля ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ красными стрСлками. ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ довольно ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎ.

    ΠœΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€ΠΈΡ‚ΡŒ эту идСю Π΅Ρ‰Π΅ дальшС ΠΈ Π΄ΠΎ Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΠΉ, помСстив Π΄Π²Π΅ мСталличСскиС пластины Π»ΠΈΡ†ΠΎΠΌ ΠΊ Π»ΠΈΡ†Ρƒ ΠΈ заряТая ΠΎΠ΄Π½Ρƒ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом, Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ΠΎΠΉ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΠ² ΠΎΠ΄Π½Ρƒ пластину ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΊΠ»Π΅ΠΌΠΌΠ΅ аккумулятора, Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ пластину — ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΊΠ»Π΅ΠΌΠΌΠ΅, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ Π½Π° рисункС 18.30. ЭлСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ этими заряТСнными пластинами Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Ρ‡Ρ€Π΅Π·Π²Ρ‹Ρ‡Π°ΠΉΠ½ΠΎ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄Π½Ρ‹ΠΌ.

    Рисунок 18.30 Π”Π²Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ мСталличСскиС пластины Π·Π°Ρ€ΡΠΆΠ°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ пластин ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΊΠ»Π΅ΠΌΠΌΠ°ΠΌ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° заряда Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ пластинС ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Π°.

    Π”Π°Π²Π°ΠΉΡ‚Π΅ ΠΏΠΎΠ΄ΡƒΠΌΠ°Π΅ΠΌ ΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π΅, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠΉ для зарядки этих пластин. ΠŸΠ΅Ρ€Π΅Π΄ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ пластин ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ ΠΎΠ½ΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π½ΡƒΠ»Π΅Π²ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΠΉ заряд. Π Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π½Π° Π»Π΅Π²ΠΎΠΉ пластинС ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π½Π° ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎΠΉ пластинС Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ°Π»ΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ пластины Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹, поэтому ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹Π΅ заряды ΠΎΡ‚ΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚.Π’Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ рассмотритС Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ размСщСния Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π½Π° Π»Π΅Π²ΠΎΠΉ пластинС ΠΈ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ заряда Π½Π° ΠΏΡ€Π°Π²ΠΎΠΉ пластинС. ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ Π΄Π²Π° заряда ΠΎΡ‚Ρ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ вновь ΠΏΡ€ΠΈΠ±Ρ‹Π²ΡˆΠΈΡ…, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ силу ΠΊ Π΄Π²ΡƒΠΌ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΌ зарядам Π½Π° Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ расстоянии, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ ΠΈΡ… Π½Π° пластины. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ ΠΏΠ°Ρ€ΠΎΠΉ трСбуСтся большС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ ΠΏΠ°Ρ€Ρƒ зарядов Π½Π° пластины. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Π½Π° пластинах Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΠΈΠΉ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ заряды, трСбуСтся Π΅Ρ‰Π΅ большС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ ΠΈ Ρ‚Π°ΠΊ Π΄Π°Π»Π΅Π΅.ΠžΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° взялась эта Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°? БатарСя! Π•Π³ΠΎ химичСская ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия прСобразуСтся Π² Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρƒ, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡƒΡŽ для раздСлСния ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… зарядов.

    НСсмотря Π½Π° Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ аккумулятор Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π΅Ρ‚, эта Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° выполняСтся Π² систСмС аккумуляторных пластин. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, сохранСниС энСргии Π³ΠΎΠ²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚ Π½Π°ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ, Ссли ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ Π½Π° ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды, энСргия Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ части систСмы Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π½Π° Ρ‚Ρƒ ΠΆΠ΅ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρƒ. ЀактичСски, энСргия аккумулятора сохраняСтся Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами.Π­Ρ‚Π° идСя Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½Π° Ρ€Π°ΡΡΠΌΠΎΡ‚Ρ€Π΅Π½ΠΈΡŽ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия поднятого ΠΌΠΎΠ»ΠΎΡ‚Π° хранится Π² Π³Ρ€Π°Π²ΠΈΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π—Π΅ΠΌΠ»ΠΈ. Если Π±Ρ‹ Π³Ρ€Π°Π²ΠΈΡ‚Π°Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ исчСзло, Ρƒ ΠΌΠΎΠ»ΠΎΡ‚Π° Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ Π±Ρ‹ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ энСргии. Π’ΠΎΡ‡Π½ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊ ΠΆΠ΅, Ссли Π±Ρ‹ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ элСктричСского поля, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»ΠΎ Π±Ρ‹ накоплСния энСргии.

    Если Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΎΡ‚ΡΠΎΠ΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ пластины ΠΎΡ‚ аккумулятора, ΠΎΠ½ΠΈ Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ. ΠœΡ‹ ΠΌΠΎΠ³Π»ΠΈ Π±Ρ‹, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ пластины ΠΊ Π»Π°ΠΌΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ΅, ΠΈ Π»Π°ΠΌΠΏΠΎΡ‡ΠΊΠ° Π·Π°Π³ΠΎΡ€Π΅Π»Π°ΡΡŒ Π±Ρ‹ Π΄ΠΎ Ρ‚Π΅Ρ… ΠΏΠΎΡ€, ΠΏΠΎΠΊΠ° эта энСргия Π½Π΅ Π±Ρ‹Π»Π° Π±Ρ‹ израсходована.Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, эти пластины ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ. По этой ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ устройство называСтся кондСнсатором. ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ — это Π½Π°Π±ΠΎΡ€ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ², ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π² силу своСй Π³Π΅ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ элСктричСского поля.

    Π Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ Ρ€Π΅Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ кондСнсаторы ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Ρ‹ Π½Π° рисункС 18.31. ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ ΠΈΡ… Π΄Π΅Π»Π°ΡŽΡ‚ ΠΈΠ· токопроводящих пластин ΠΈΠ»ΠΈ листов, Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… изоляционным ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ. Они ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ плоскими, свСрнутыми ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΡƒΡŽ Π³Π΅ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΡŽ.

    Рисунок 18.31 НСкоторыС Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ кондСнсаторы.(Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΈΠΊ: Windell Oskay)

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора опрСдСляСтся Π΅Π³ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ C , которая опрСдСляСтся ΠΊΠ°ΠΊ

    , Π³Π΄Π΅ Q, — Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° , заряда Π½Π° ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ пластинС кондСнсатора, Π° Π’, — Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄Π΅ ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ пластины ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈ Q , ΠΈ V всСгда ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹, поэтому Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ всСгда ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°. Из уравнСния для Смкости Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Π°ΠΌΠΈ измСрСния Смкости ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ C / V, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ„Π°Ρ€Π°Π΄Π°ΠΌΠΈ (F) Π² Ρ‡Π΅ΡΡ‚ΡŒ английского Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ° дСвятнадцатого Π²Π΅ΠΊΠ° Майкла ЀарадСя.

    Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C = Q / VC = Q / V ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ смысл: кондСнсатор с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π½Π° рисункС 18.30) Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ с Ρ„ΡƒΡ‚Π±ΠΎΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΡƒΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ большой заряд, Π½Π΅ трСбуя слишком ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ Π½Π° Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΈΡ†Ρƒ заряда для ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΎΠ»ΠΊΠ½ΠΈΡ‚Π΅ заряд Π² кондСнсатор. Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, Q Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ большим, Π° V Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ малСньким, поэтому Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ C Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ большой. Π§Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΏΠΎΠΌΠ΅ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΆΠ΅ заряд Π² кондСнсатор Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ с Π½ΠΎΠ³ΠΎΡ‚ΡŒ, потрСбуСтся Π³ΠΎΡ€Π°Π·Π΄ΠΎ большС Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹, поэтому Π’ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ большим, Π° Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ Π½Π°ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ мСньшС.

    Π₯отя ΠΈΠ· уравнСния C = Q / VC = Q / V ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ зависит ΠΎΡ‚ напряТСния, Π½Π° самом Π΄Π΅Π»Π΅ это Π½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊ. Для Π΄Π°Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ кондСнсатора ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ заряда, Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π² кондСнсаторС, ΠΊ Ρ€Π°Π·Π½ΠΈΡ†Π΅ напряТСний ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора всСгда остаСтся Π½Π΅ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ. Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ опрСдСляСтся Π³Π΅ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΠ΅ΠΉ кондСнсатора ΠΈ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»Π°ΠΌΠΈ, ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΎΠ½ ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½. Для кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ Π½ΠΈΡ‡Π΅Π³ΠΎ Π½Π΅Ρ‚, Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π²Π½Π°

    .

    , Π³Π΄Π΅ A, — ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ пластин кондСнсатора, Π° d, — ΠΈΡ… расстояниС.ΠœΡ‹ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌ C0C0 вмСсто C , ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора Π½ΠΈΡ‡Π΅Π³ΠΎ Π½Π΅Ρ‚ (Π² ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΌ Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅ ΠΌΡ‹ ΡƒΠ²ΠΈΠ΄ΠΈΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ происходит, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° это Π½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊ). ΠšΠΎΠ½ΡΡ‚Π°Π½Ρ‚Π° Ξ΅0, Ξ΅0, отсчитываСмая эпсилон-ноль , называСтся диэлСктричСской ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ свободного пространства, ΠΈ Π΅Π΅ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ

    . 18,37Ξ΅0 = 8,85 Γ— 10–12 Π€ / ΠΌΞ΅0 = 8,85 Γ— 10–12 Π€ / ΠΌ

    Π’ΠΎΠ·Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°ΡΡΡŒ ΠΊ энСргии, хранящСйся Π² кондСнсаторС, ΠΌΡ‹ ΠΌΠΎΠΆΠ΅ΠΌ ΡΠΏΡ€ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒ, сколько ΠΈΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ энСргии Ρ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ кондСнсатор. Если кондСнсатор заряТаСтся ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ΄Π°Ρ‡ΠΈ Π½Π° Π½Π΅Π³ΠΎ напряТСния 90–150 Π’, , Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΏΡƒΡ‚Π΅ΠΌ ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ Π΅Π³ΠΎ ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ с напряТСниСм 90–150 Π’, — элСктричСская ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ энСргия, запасСнная Π² кондСнсаторС, составляСт

    .

    ΠžΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΡ‚Π΅ Π²Π½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠ΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ° этого уравнСния Π°Π½Π°Π»ΠΎΠ³ΠΈΡ‡Π½Π° Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ΅ для кинСтичСской энСргии, K = 12mv2K = 12mv2.

    Watch Physics

    ΠžΡ‚ΠΊΡƒΠ΄Π° бСрСтся Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    Π’ этом Π²ΠΈΠ΄Π΅ΠΎ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π½ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊ опрСдСляСтся Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ ΠΎΠ½Π° зависит Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ ΠΎΡ‚ гСомСтричСских свойств кондСнсатора, Π° Π½Π΅ ΠΎΡ‚ напряТСния ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ заряда. ΠŸΡ€ΠΈ этом ΠΎΠ½ Π΄Π°Π΅Ρ‚ Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΈΠΉ ΠΎΠ±Π·ΠΎΡ€ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ΠΏΡ†ΠΈΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ ΠΈ элСктричСского ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»Π°.

    ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΊΠ° Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°

    Если ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора, ΠΊΠ°ΠΊ измСнится Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?

    1. Π£Π΄Π²ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Ρ€Π°Π·Π°.
    2. Π£Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Π΄Π²Π° Ρ€Π°Π·Π°.
    3. Π£Π΄Π²ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Π΄Π²Π° Ρ€Π°Π·Π°.
    4. Π£Π΄Π²ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ расстояния ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π² Ρ‡Π΅Ρ‚Ρ‹Ρ€Π΅ Ρ€Π°Π·Π°.

    Π’ΠΈΡ€Ρ‚ΡƒΠ°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°

    ЗарядитС свой кондСнсатор

    Для этого модСлирования Π²Ρ‹Π±Π΅Ρ€ΠΈΡ‚Π΅ Π²ΠΊΠ»Π°Π΄ΠΊΡƒ с надписью Introduction Π² Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΌ Π»Π΅Π²ΠΎΠΌ ΡƒΠ³Π»Ρƒ экрана. Π’Π°ΠΌ прСдставлСн кондСнсатор с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами, ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π΅ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ напряТСния.БатарСя ΠΈΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ Π½ΡƒΠ»Π΅Π²ΠΎΠ΅ напряТСниС, поэтому кондСнсатор Π½Π΅ заряТаСтся. Π‘Π΄Π²ΠΈΠ½ΡŒΡ‚Π΅ ΠΏΠΎΠ»Π·ΡƒΠ½ΠΎΠΊ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Π²Π²Π΅Ρ€Ρ… ΠΈ Π²Π½ΠΈΠ·, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΠΈΡ‚ΡŒ напряТСниС Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ, ΠΈ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°ΠΉΡ‚Π΅ Π·Π° зарядами, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π°ΠΊΠ°ΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° пластинах. ΠžΡ‚ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Смкости, заряда Π²Π΅Ρ€Ρ…Π½Π΅ΠΉ пластины ΠΈ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½ΠΎΠΉ энСргии ΠΏΡ€ΠΈ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΈ напряТСния Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ. Π’Ρ‹ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚Π΅ ΠΎΡ‚ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΈΡ‚ΡŒ Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΈ элСктричСского поля Π² кондСнсаторС. НаконСц, ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€ΡŒΡ‚Π΅ напряТСниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ Ρ‚ΠΎΡ‡ΠΊΠ°ΠΌΠΈ Π² этой Ρ†Π΅ΠΏΠΈ с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Π²ΠΎΠ»ΡŒΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€Π° ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΡŒΡ‚Π΅ элСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ Π² кондСнсаторС с ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒΡŽ Π΄Π΅Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π° элСктричСского поля.

    ΠŸΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΊΠ° Π·Π°Ρ…Π²Π°Ρ‚Π°

    Π’Π΅Ρ€Π½ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ Π½Π΅Π²Π΅Ρ€Π½ΠΎ — Π² кондСнсаторС накоплСнная энСргия всСгда ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°, нСзависимо ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, заряТСна Π»ΠΈ вСрхняя пластина ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌ зарядом.

    1. Π»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΉ
    2. ΠΏΡ€Π°Π²Π΄Π°

    Π Π°Π±ΠΎΡ‡ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€

    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈ заряд, Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π² ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ пластинчатом кондСнсаторС

    (a) Какова Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами с мСталличСскими пластинами, каТдая ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒ 1,00 ΠΌ 2 , Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… расстояниСм 0,0010 ΠΌ? (Π±) Какой заряд хранится Π² этом кондСнсаторС, Ссли напряТСниС 3.00 Γ— 10 3 Π’?

    Π‘Π’Π ΠΠ’Π•Π“Π˜Π― Π”Π›Π― (A)

    Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠΉΡ‚Π΅ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C0 = Ξ΅0AdC0 = Ξ΅0Ad.

    РСшСниС для (а)

    Π’Π²ΠΎΠ΄ Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ Π² это ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ для Смкости кондСнсатора с ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ пластинами Π΄Π°Π΅Ρ‚

    18,39C = Ξ΅0Ad = (8,85 Γ— 10βˆ’12 Π€ / ΠΌ) 1,00 ΠΌ 20,0010 ΠΌ = 8,9 Γ— 10βˆ’9 F = 8,9 Π½Π€.C = Ξ΅0Ad = (8,85 Γ— 10βˆ’12 Π€ / ΠΌ) 1,00 ΠΌ 20,0010 ΠΌ = 8,9 Γ— 10-9 F = 8,9 Π½Π€.

    ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ для (Π°)

    Π­Ρ‚ΠΎ нСбольшоС Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Смкости ΡƒΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π½Π° Ρ‚ΠΎ, насколько слоТно ΡΠ΄Π΅Π»Π°Ρ‚ΡŒ устройство с большой Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ.ΠŸΠΎΠΌΠΎΠ³Π°ΡŽΡ‚ ΡΠΏΠ΅Ρ†ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄Ρ‹, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ использованиС Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΡ… Ρ„ΠΎΠ»ΡŒΠ³ с ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ большой ΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π΄ΡŒΡŽ, располоТСнных Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΎ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ, ΠΈΠ»ΠΈ использованиС диэлСктрика (Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ обсуТдСно Π½ΠΈΠΆΠ΅).

    Π‘Π’Π ΠΠ’Π•Π“Π˜Π― Π”Π›Π― (B)

    Зная C , Π½Π°ΠΉΠ΄ΠΈΡ‚Π΅ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ заряд, Ρ€Π΅ΡˆΠΈΠ² ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C = Q / VC = Q / V для заряда Q .

    РСшСниС для (b)

    Заряд Q Π½Π° кондСнсаторС

    18,40Q = CV = (8,9 Γ— 10βˆ’9 F) (3,00 Γ— 103 Π’) = 2,7 Γ— 10βˆ’5 CQ = CV = (8,9 Γ— 10βˆ’9 F) (3,00 Γ— 103 Π’) = 2,7 Γ— 10βˆ’5 C .

    ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ для (Π±)

    Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ заряд лишь Π½Π΅ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ большС, Ρ‡Π΅ΠΌ Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΉ заряд статичСского элСктричСства.Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠ΅ заряда ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π±Ρ‹Π»ΠΎ ΡΠΎΡ…Ρ€Π°Π½ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΡ диэлСктрик ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора.

    Π Π°Π±ΠΎΡ‡ΠΈΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€

    Какой аккумулятор Π½ΡƒΠΆΠ΅Π½ для зарядки кондСнсатора?

    Π’Π°Ρˆ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Π°Π΅Ρ‚ Π²Π°ΠΌ кондСнсатор 10 ΠΌΠΊΠ€10 ΠΌΠΊΠ€. Аккумулятор ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠ³ΠΎ напряТСния Π²Π°ΠΌ слСдуСт ΠΊΡƒΠΏΠΈΡ‚ΡŒ для хранСния 120 мкКл120 мкКл Π½Π° этом кондСнсаторС?

    Π‘Π’Π ΠΠ’Π•Π“Π˜Π―

    Π˜ΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠΉΡ‚Π΅ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ C = Q / VC = Q / V, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π½Π°ΠΉΡ‚ΠΈ напряТСниС, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΠ΅ для зарядки кондСнсатора.

    РСшСниС

    РСшСниС C = Q / VC = Q / V для напряТСния Π΄Π°Π΅Ρ‚ V = Q / CV = Q / C.Вставка C = 10 ΠΌΠΊΠ€ = 10 Γ— 10-6 FC = 10 ΠΌΠΊΠ€ = 10 Γ— 10-6 F ΠΈ Q = 120 мкКл = 120 Γ— 10-6 CQ = 120 мкКл = 120 Γ— 10-6 Β° C Π΄Π°Π΅Ρ‚

    18,41V = QC. = 120 Γ— 10βˆ’6 C10 Γ— 10βˆ’6 F = 12 VV = QC = 120 Γ— 10βˆ’6 C10 Γ— 10βˆ’6 F = 12 Π’

    ΠžΠ±ΡΡƒΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠ΅

    Π’Π°ΠΊΡƒΡŽ Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΡŽ Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½ΠΎ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ Π΄ΠΎΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ. ΠžΡΡ‚Π°Π΅Ρ‚ΡΡ вопрос, достаточно Π»ΠΈ Π² аккумуляторС энСргии для обСспСчСния ΠΆΠ΅Π»Π°Π΅ΠΌΠΎΠ³ΠΎ заряда. Π£Ρ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ UE = 12CV2UE = 12CV2 позволяСт Π½Π°ΠΌ Ρ€Π°ΡΡΡ‡ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅ΠΌΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ.

    18,42UE = 12CV2 = 12 (10 Γ— 10-6 F) (12 Π’) 2 = 72 ΠΌJUE = 12CV2 = 12 (10 Γ— 10-6 F) (12 Π’) 2 = 72 ΠΌΠ”ΠΆ

    ΠžΠ±Ρ‹Ρ‡Π½Ρ‹ΠΉ коммСрчСский аккумулятор ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΠΎΠ±Π΅ΡΠΏΠ΅Ρ‡ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΡ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ энСргии.

    ЛСкция 4

    gc6 tb16.11
    ΠžΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнный ΡΡ‚Π΅Ρ€ΠΆΠ΅Π½ΡŒ подносят ΠΊ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌΡƒ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Ρƒ нСзаряТСнного мСталличСского стСрТня. ΠšΠΎΠ½Π΅Ρ† мСталличСского стСрТня, Π½Π°ΠΈΠ±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡƒΠ΄Π°Π»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚ заряТСнного стСрТня, Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ заряТСн.
    А. ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ
    Π‘. ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ
    Π‘. Π½Π΅ΠΉΡ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ
    D. Π½ΠΈ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΈΠ· этих
    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

    Π Ρ‹Ρ†Π°Ρ€ΡŒ2 29.CQ.10
    ΠšΠ°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ ΡΠΎΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ ΠΈ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π² позициях, ΡƒΠΊΠ°Π·Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π½Π° рисункС? ΠŸΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡ‚ΡŒ Π’ = 0 Π’ Π½Π° ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ пластинС.


    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

    sj6 26,2
    ΠŸΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΈ с зарядами + 10 мкКл ΠΈ -10 мкКл ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² 10 Π’. Какая Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ?
    А. 1 пЀ
    Π‘. 10 ΠΏΠ€
    C. 1 ΠΌΠΊΠ€
    D. 100 ΠΌΠΊΠ€
    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

    sj6 26.2b
    Если заряды ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² Π΄Π΅ΡΡΡ‚ΡŒ Ρ€Π°Π·, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ с Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ²?
    A. ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π² 100 Ρ€Π°Π·
    Π‘.ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π² 10
    Ρ€Π°Π· C. ΠΎΡΡ‚Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΏΡ€Π΅ΠΆΠ½ΠΈΠΌ
    D. ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² 10 Ρ€Π°Π·
    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

    gc6 17,50
    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ фиксированныС заряды Π½Π° пластинах, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами увСличиваСтся Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅. Π§Ρ‚ΠΎ происходит с запасСнной энСргиСй Π² элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅?
    A. U 2 = 4 U 1
    Π‘. U 2 = 2 U 1
    Π‘. U 2 = 0.5 U 1
    D. U 2 = 0,25 U 1
    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

    сб5 26,47
    ΠšΠΎΠ½Π΄Π΅Π½ΡΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ Π½Π° А = 25 см 2 ΠΈ d = 1,5 см заряТаСтся Π΄ΠΎ 250 Π’. Π§Ρ‚ΠΎ Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠ΅ заряд Π½Π° Π΅Π³ΠΎ Ρ‚Π°Ρ€Π΅Π»ΠΊΠ°Ρ…?
    А. 151 нКл
    Π‘. 369 пКл
    Б. 519 мкКл
    D. 17,1 ΠΌΠΊΠ‘
    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

    ΠΠŸΠ‘ 1998.14
    Π”Π²Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ проводящиС пластины ΠΏΠΎΠ΄ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Ρ‹ ΠΊ источнику постоянного напряТСния.Π’Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° элСктричСского поля ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами — 2000 Н / Π‘. Если напряТСниС ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ΡŒ Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅ ΠΈ расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠΈΡ‚ΡΡ Π΄ΠΎ На 1/5 ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠ½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ расстояния Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° Π½ΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ элСктричСского поля составляСт
    А. 800 Н / К
    Π‘. 1600 Н / Π—
    C. 2400 N / C
    D. 5000 N / C
    E. 20,000 N / C
    ΠžΡ‚Π²Π΅Ρ‚

    Π‘. ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ
    ΠŸΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ заряды Π² мСталличСском стСрТнС Π±ΡƒΠ΄ΡƒΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΡ‚ΡΠ³ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΊ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнному ΡΡ‚Π΅Ρ€ΠΆΠ½ΡŽ, оставляя ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ† стСрТня ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСно.МоТно Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΡΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктроны Π² мСталличСском стСрТнС ΠΎΡ‚Ρ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ заряТСнным стСрТнСм.


    ПолС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами кондСнсатора постоянно, Π½ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π» увСличиваСтся Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎ.

    C. 1 ΠΌΠΊΠ€

    D. ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² 10 Ρ€Π°Π·
    Π•ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ остаСтся постоянной, ΠΏΠΎΠΊΠ° гСомСтрия кондСнсатор остаСтся постоянным. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ C = Q / V , Ρ€Π°Π·Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΡ‚Π΅Π½Ρ†ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ² Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π»ΠΈΠ½Π΅ΠΉΠ½ΠΎ. ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎ суммС заряда.

    B. U 2 = 2 U 1
    ЭнСргия, запасСнная Π² кондСнсаторС, ΠΏΡ€ΠΎΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΎΠ½Π°Π»ΡŒΠ½Π° ΠΊΠ²Π°Π΄Ρ€Π°Ρ‚Ρƒ заряда дСлится Π½Π° Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ, Π½ΠΎ Π΅ΠΌΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½Π° Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅, Ссли расстояниС ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами увСличится Π²Π΄Π²ΠΎΠ΅. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, запасСнная энСргия удвоится. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ для Ρ€Π°Π·Ρ€Ρ‹Π²Π° трСбуСтся Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΎ заряТСнныС пластины, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΡ‚ΡΠ³ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Ρƒ.

    Π‘. 369 пКл

    E.20000 Н / К

    ЭлСктричСскоС ΠΏΠΎΠ»Π΅ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ пластинами Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠ΅ ΠΈ постоянноС ΠΈ Ρ€Π°Π²Π½ΠΎ Ξ” V / d (ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ 20-4, см. Π’Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΡƒΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ 20-11). Π£Π΄Π²ΠΎΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Ξ” V ΡƒΠ΄Π²ΠΎΠΈΡ‚ E , Π° ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ d Π² 5 Ρ€Π°Π· ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΡ‚ E Π² 5 Ρ€Π°Π·. Π”Π²Π° измСнСния вмСстС ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ E Π² 10 Ρ€Π°Π·.

    УсталостныС бСссвинцовыС многослойныС кСрамичСскиС кондСнсаторы со свСрхвысокой ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ энСргии

    Π Π΅ΡˆΠ°ΡŽΡ‰Π°Ρ Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ элСктричСской однородности Π² ΠΎΠΏΡ‚ΠΈΠΌΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ±ΠΈΠ²Π½ΠΎΠΉ прочности элСктричСского поля (BDS) ΠΈ Π½Π°ΠΊΠΎΠΏΠ»Π΅Π½ΠΈΠΈ энСргии ΠΏΡ€ΠΈ высокой плотности энСргии (0.7 — x ​​) BiFeO 3 –0,3BaTiO 3 x ​​ Bi (Li 0,5 Nb 0,5 ) O

    9 3 (BFF

    –3 x ​​ BLN) бСссвинцовыС кондСнсаторы. Высокая BDS для объСмной ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ ΠΈ многослойных (Ρ‚ΠΎΠ»Ρ‰ΠΈΠ½Π° диэлСктричСского слоя ∼ 8 ΠΌΠΊΠΌ) ∼260 ΠΈ ∼950 ΠΊΠ’ см βˆ’1 , соотвСтствСнно, Π΄Π°Π΅Ρ‚ Ρ€Π΅ΠΊΠΎΡ€Π΄Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚Π΅Π»ΠΈ ΡƒΠ΄Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΈΠ·Π²Π»Π΅ΠΊΠ°Π΅ΠΌΠΎΠΉ энСргии, Π’Ρ‚ rec. = 13.8 Π”ΠΆ / см βˆ’3 ΠΈ ΠšΠŸΠ” Ξ· = 81%. Π’ элСктричСском ΠΏΠΎΠ»Π΅ 400 ΠΊΠ’ см βˆ’1 многослойныС слои устойчивы ΠΊ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ Π΄ΠΎ 100 Β° C, Π½Π΅ зависят ΠΎΡ‚ частоты Π² Π΄ΠΈΠ°ΠΏΠ°Π·ΠΎΠ½Π΅ ΠΎΡ‚ 10 βˆ’2 Π΄ΠΎ 10 2 Π“Ρ†, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π½ΠΈΠ·ΠΊΡƒΡŽ Π΄Π΅Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΡŽ ( <0,03%) ΠΈ устойчивы ΠΊ усталости Π΄ΠΎ 10 4 Ρ†ΠΈΠΊΠ»ΠΎΠ² ( Π’Ρ‚ rec ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΠΎΠ½Π΅Π½ΠΈΠ΅ <10%). Π­Ρ‚ΠΈ свойства пСрспСктивны для практичСского использования Π² ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΠ½Ρ‹Ρ… энСргосистСмах.

    Π­Ρ‚Π° ΡΡ‚Π°Ρ‚ΡŒΡ Π² ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΎΠΌ доступС

    ΠŸΠΎΠ΄ΠΎΠΆΠ΄ΠΈΡ‚Π΅, ΠΏΠΎΠΊΠ° ΠΌΡ‹ Π·Π°Π³Ρ€ΡƒΠ·ΠΈΠΌ ваш ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Π΅Π½Ρ‚… Π§Ρ‚ΠΎ-Ρ‚ΠΎ пошло Π½Π΅ Ρ‚Π°ΠΊ. ΠŸΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ±ΡƒΠΉΡ‚Π΅ снова? .
    Π Π°Π·Π½ΠΎΠ΅

    Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Ρ€ΠΈΠΉ

    Π’Π°Ρˆ адрСс email Π½Π΅ Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΎΠΏΡƒΠ±Π»ΠΈΠΊΠΎΠ²Π°Π½. ΠžΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ поля ΠΏΠΎΠΌΠ΅Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ *