Od začiatku štúdia elektrickej energie na vyriešenieotázka jeho akumulácie a zachovania bola úspešná až v roku 1745 Ewald Jürgen von Kleist a Peter van Mushenbruck. Vytvorené v holandskom zariadení Leyden umožňujú akumulovať elektrickú energiu a používať ju v prípade potreby.
Leidenská banka je prototypom kondenzátora. Jeho použitie vo fyzikálnych experimentoch pokročilo v štúdiu elektrickej energie ďaleko dopredu, umožnilo vytvoriť prototyp elektrického prúdu.
Zhromažďovať elektrický náboj a elektrinu -hlavným účelom kondenzátora. Obvykle ide o systém dvoch izolovaných vodičov umiestnených čo najbližšie k sebe. Priestor medzi vodičmi je naplnený dielektrikom. Nabíjanie nahromadené na vodičoch sa volí s iným nábojom. Vlastnosť na rozdiel od prilákaných poplatkov prispieva k jej väčšej akumulácii. Dielektrik má dvojitú úlohu: čím je dielektrická konštanta väčšia, tým väčšia je elektrická kapacita, náboje nemôžu prekonať bariéru a stať sa neutrálne.
Elektrická kapacita je hlavná fyzická veličina, ktorá charakterizuje schopnosť kondenzátora akumulovať náboj. Vodiče sa nazývajú dosky, elektrické pole kondenzátora sa medzi nimi nachádza.
Energia nabitého kondenzátora by mala zrejme závisieť od jeho kapacity.
Energetický potenciál umožňuje použitie kondenzátorov (veľkých elektrických kapacitných). Energia nabitého kondenzátora sa v prípade potreby použije na použitie krátkodobého prúdového impulzu.
Aké sú hodnoty elektrickej kapacity? Proces nabíjania kondenzátora začína spojením jeho dosiek s pólmi zdroja prúdu. Nabíjanie nahromadené na jednej doske (ktorej hodnota je q) sa považuje za náboj kondenzátora. Elektrické pole, ktoré je koncentrované medzi doskami, má rozdiel potenciálu U.
Elektrická kapacita (C) závisí od množstva elektriny sústredenej na jednom vodiči a napätia z poľa: C = q / U.
Táto hodnota sa meria vo F (фарадах).
Kapacita celej Zeme nie je v porovnaní s kapacitou kondenzátora, ktorej hodnota je približne z notebooku. Akumulovaný silný náboj sa dá použiť v strojárstve.
Akumulovať však neobmedzené množstvoelektrická energia na doskách nie je možná. Keď napätie stúpne na maximálnu hodnotu, môže dôjsť k poruche kondenzátora. Dosky sú neutralizované, čo môže viesť k poškodeniu zariadenia. Energia nabitého kondenzátora v tomto prípade úplne prejde na jeho ohrev.
Ohrev chladiča je spôsobenýtransformácia energie elektrického poľa do vnútorného. Schopnosť kondenzátora vykonávať prácu na presunutie nabíjania indikuje dostupnosť dostatočného množstva elektrickej energie. Ak chcete zistiť, aká veľká je energia nabitého kondenzátora, zvážme proces jeho vypúšťania. Pod pôsobením elektrického poľa napätím U prúdi z jedného taniera na druhý náboj q. Podľa definície je práca poľa rovná súčinu potenciálneho rozdielu podľa veľkosti náboja: A = qU. Tento vzťah je platný len pre konštantnú hodnotu napätia, ale v procese vypúšťania na platne kondenzátora sa postupne znižuje na nulu. Aby sme predišli nepresnostiam, vezmime priemernú hodnotu U / 2.
Z vzorca pre elektrickú kapacitu máme: q = CU.
Z tohto dôvodu môže byť energia nabitého kondenzátora určená vzorcom:
W = CU2/ 2.
Vidíme, že jeho veľkosť je väčšia, tým väčšia je elektrická kapacita a napätie. Aby sme odpovedali na otázku, čo sa rovná energii nabitého kondenzátora, obráťme sa na ich odrody.
Pretože energia elektrického poľa,sústredený vnútri kondenzátora, sú v priamom vzťahu k jeho kapacity a kondenzátor prevádzky závisí na ich štrukturálne charakteristiky, používať rôzne typy diskov.
V závislosti od typu rozlíšeného a inéhokondenzátory. Energia nabitého kondenzátora závisí od vlastností dielektrika. Hlavné množstvo sa nazýva dielektrická permitivita. Elektrická kapacita je priamo úmerná.
Zvážte najjednoduchšie zariadenie na zber elektrického náboja - plochý kondenzátor. Ide o fyzický systém dvoch rovnobežných dosiek, medzi ktorými je dielektrická vrstva.
Tvar dosiek môže byť obdĺžnikový around. Ak existuje potreba získať variabilnú kapacitu, potom sa dosky odoberajú vo forme polovičných diskov. Otočenie jedného smeru voči druhému vedie k zmene oblasti dosiek.
Predpokladáme, že plocha jednej dosky sa rovnáS, vzdialenosť medzi doskami sa predpokladá rovná d, permitivita plniva je ε. Elektrická kapacita takéhoto systému závisí len od geometrie kondenzátora.
C = εε0S / d.
Vidíme, že kapacita kondenzátora je priamo úmerná celkovej ploche jednej dosky a je nepriamo úmerná vzdialenosti medzi nimi. Koeficient proporcionality je elektrická konštanta ε0, Zvýšenie permitivitydielektrikum zvýši elektrickú kapacitu. Zníženie plochy dosiek umožňuje získať ladiace kondenzátory. Energia elektrického poľa nabitého kondenzátora závisí od jeho geometrických parametrov.
Používame výpočtový vzorec: W = CU2/ 2.
Určenie energie naplneného kondenzátora rovinného tvaru sa uskutočňuje podľa vzorca:
W = εε0S U2/ (2d).
Schopnosť kondenzátorov hladko zhromažďovať elektrický náboj a dať ho dostatočne rýchlo v rôznych oblastiach technológie.
Spojenie s induktormi umožňuje vytváranie oscilátorových obvodov, prúdových filtrov, spätnoväzbových obvodov.
Žiarovky, elektrošoky, v ktorých sa vyskytujetakmer okamžité vyprázdnenie, použite schopnosť kondenzátora vytvoriť silný prúdový impulz. Kondenzátor je nabíjaný zo zdroja jednosmerného prúdu. Samotný kondenzátor pôsobí ako prvok, ktorý roztrhne okruh. Výboj v opačnom smere prebieha cez malé ohmické odporové svetlo takmer okamžite. Pri elektrickom šoku je tento prvok ľudským telom.
Schopnosť ukladať nahromadenénabíjanie poskytuje vynikajúcu možnosť použitia ako pamäťového média alebo ukladania energie. V rádiovom inžinierstve je táto vlastnosť široko používaná.
Ak chcete vymeniť batériu, bohužiaľ kondenzátor nie jeV stave, pretože má jedinečnosť vybíjania. Akumulovaná energia nepresahuje niekoľko stoviek jula. Batéria dokáže ušetriť veľké množstvo elektrickej energie dlhú dobu a prakticky bez straty.
</ p>
