
- •Лабораторная работа № 2-1 Определение заряда, емкости и энергии конденсатора
- •Краткая теория
- •1. Устройство конденсатора, его основные параметры, типы.
- •2. Что называется электроемкостью, единицы измерения электроемкости. Виды конденсаторов и формулы емкости их определяющие.
- •3. Какова роль диэлектрического слоя в конденсаторе.
- •4. Как определяется емкость параллельно и последовательно соединенных конденсаторов.
- •7. Вывести формулу энергии конденсатора, назвать и дать определение всех физических величин входящих в данную формулу.
- •5. На чем основан метод определения емкости конденсатора в данной работе? Что происходит с емкостью в процессе разрядки?
- •6. Приведите примеры использования энергии заряженного конденсатора.
- •Основные расчетные формулы
2. Что называется электроемкостью, единицы измерения электроемкости. Виды конденсаторов и формулы емкости их определяющие.
Основным параметром конденсатора является его электрическая емкость С. Она определяется зарядом, который способен удерживаться на одной из пластин конденсатора, когда разность потенциалов между пластинами равна 1 В:
С=Q/U. (1)
Измеряется емкость в фарадах.
Для плоского конденсатора
(2)
г
де
S
– площадь
пластин, d
– расстояние между пластинами,
- диэлектрическая проницаемость вещества
между пластинами, -
электрическая постоянная.
Для
сферического конденсатора
(3)
где
R
и
r
– радиусы внутренней и внешней сфер.
В частном случае, когда R
=
,
(4)
Для цилиндрического конденсатора
(5)
где L – длина коаксиальных цилиндров, R и r – радиусы внутреннего и внешнего цилиндров.
3. Какова роль диэлектрического слоя в конденсаторе.
Вторым важным параметром конденсатора является его электрическая прочность, т. е. максимальное напряжение, на которое рассчитан конденсатор. Прочность определяется, главным образом, толщиной слоя диэлектрика между пластинами. Однако чем больше эта толщина, тем больше объем и масса конденсатора.
Свойства конденсатора в основном определяются диэлектриком. Конденсаторы могут быть воздушными (вакуумными), бумажными, слюдяными, керамическими, фторопластовыми (тефлоновыми), сегнетоэлектрическими и т. д. Чаще всего конденсатор изготавливают из двух металлических лент, между которыми проложен ленточный диэлектрик (рис.1, а). В металлопленочных конденсаторах на тонкую ленту диэлектрика напыляется с обеих сторон слой металла. Затем ленты скручиваются в рулон и укладываются в металлическую коробку. Обычный технический бумажный конденсатор состоит из двух полосок станиоля, изолированных друг от друга и от защитного корпуса бумажными лентами, пропитанными парафином. Полоски и ленты туго свернуты в пакеты небольшого размера.