Конденсаторы. Электроемкость конденсатора. Применение конденсаторов.

Для накопления значительных количеств разноименных электрических зарядов применяются конденсаторы. Конденсатор – это система двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Если обкладкам плоского конденсатора сообщить равные по модулю заряды противоположного знака, то напряженность между обкладками будет в два раза больше, чем напряженность одной обкладки. Вне обкладок напряженность равна нулю.

Электроемкостью конденсатора называют величину, равную отношению величины заряда одной из обкладок к напряжению между ними (обозначается С и измеряется в фарадах – Ф).

Электроемкость плоского конденсатора находится по формуле:

, где ε₀ – электрическая постоянная, ε – диэлектрическая постоянная среды, S – площадь обкладки конденсатора, d – расстояние между обкладками.

В зависимости от типа диэлектрика конденсаторы бывают воздушные, бумажные, слюдяные.

Конденсаторы применяются для накопления электроэнергии и использования ее при быстром разряде (фотовспышка), для разделения цепей постоянного и переменного тока, в выпрямителях, колебательных контурах и других радиоэлектронных устройствах.

ЗАДАЧА: Какое количество вещества содержится в газе, если при давлении 200 кПа и температуре 240 К его объем равен 40 л?

р = 200 кПа ;

Т = 240 К

V = 40 л

- ?

Билет № 14

Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.

Из формулы определения напряжения легко получить выражение для расчета работы по переносу заряда A = Uq. И если учесть, что сила тока связана с зарядом формулой q = It, то работа тока A = Uit = I² Rt = U² t / R.

Мощность по определению , следовательно, N = UI = I² R = U² / R.

Русский ученый Ленц и английский ученый Джоуль опытным путем независимо друг от друга открыли закон.

Закон Джоуля – Ленца: при прохождении тока по проводнику количество теплоты, выделившееся в проводнике, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока: Q = I² Rt.

Полная замкнутая цепь состоит из внешнего сопротивления и источника тока. Источник тока обладает внутренним сопротивлением. Источник тока характеризуется электродвижущей силой (ЭДС): .

Если за время t через поперечное сечение проводника пройдет заряд q, то работа сторонних сил будет равна А_ст = εq. По определению силы тока: q = It, поэтому А_ст = εIt. Так как цепь имеет внешнее и внутреннее сопротивления, то по закону Джоуля – Ленца Q = I²Rt + I²rt. И если А = Q, то ε = IR + Ir, откуда . Эту зависимость опытным путем получил Ом. Она называется законом Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

ЗАДАЧА: Какие изменения произойдут с актинием (²²⁷₈₉Ac) при ά – распаде? Какой химический элемент получится в результате данной реакции?

Билет № 15