37. Потенциалды энергия Потенциал. Электрлік сыйымдылық. Конденсаторлар және оларды қосу. Электр өрісінің энергиясы.

Энергия

Энергия^] (гр. energeіa – әсер, әрекет) – материя қозғалысының әртүрлі формасының жалпы өлшеуіші.

Материя қозғалысының әртүрлі формалары бір-біріне айналып (түрленіп) отырады. 19 ғасырдың орта шенінде осы қозғалыстың барлық формалары бір-біріне белгілі бір сандық мөлшерде ғана айтылатындығы анықталды; осы жағдай “энергия” ұғымын енгізуге, яғни қозғалыстың әртүрлі физикалық формаларын бірыңғай өлшеуішпен өлшеуге мүмкіндік берді. “ Энергия” ұғымы сақталу заңына бағынады (қ. Энергияның сақталу заңы, Термодинамика). Энергия туралы түсінік мәңгілік қозғалтқыш жасаудың мүмкін еместігін дәлелдеуге байланысты пайда болды. Жұмыстың қоршаған ортадағы немесе жүйедегі белгілі бір өзгерістің (отынның жануы, судың құлауы, т.б.) нәтижесінде ғана орындалатындығы анықталды; дененің бір күйден басқа бір күйге ауысуы кезіндегі белгілі бір жұмыс істеу қабілеті оның энергиясы деп аталды.

Қозғалыстың әртүрлі формасына сәйкес энергияның да бірнеше түрі бар (мысалы, механикалық энергия, химиялық энергия, электромагниттік энергия, гравитациялық энергия, ядролық энергия, т.б.) Физиканың даму процесінде энергия ұғымы нақтыланып әрі жалпыланып отырды. Энергия туралы ілімнің дамуындағы маңызды бір кезең үздіксіз ортадағы энергия қозғалысы мен “энергия ағыны” туралы ұғымның енгізілуі болды. Энергия ағыны деп энергия тығыздығы мен берілген ортадағы орын ауыстыру жылдамдығының көбейтіндісіне тең векторды айтады.

Кванттық физиканың дамуы энергия ның квантталатындығы жайлы, яғни кейбір жағдайда жүйенің энергиясы тек дискретті (үздікті) мәндерді ғана қабылдайды деген фактіні дәлелдеуге мүмкіндік берді. Мұндай жағдай мысалы, сәуле шығару энергиясына, микробөлшектердің тербеліс және айналу Энергиясына қатысты айтылады. Салыстырмалық теориясында Энергия (Е) мен масса (m) арасындағы байланыстың (Е=mс², мұндағы с – вакуумдегі жарық жылдамдығы) ашылуы физика үшін зор маңызды болды. Бұл қатыс әмбебап қатыс болып есептеледі. Сондықтан ол тіпті өте кішкентай микробөлшектің өзінде де әрқашан қозғалыстың белгілі бір түрі болатындығын көрсетеді. Мұндай қозғалыстың өлшеуіші mс2 өрнегі болады. Әсіресе бұл қатыстың ядр. энергетиканың дамуына байланысты іс жүзіндегі маңызы арта түсті. Энергия бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ) джоульмен, бірліктердің СГС жүйесінде эргпен өлшенеді. Ал ядролық және атомдық физикада энергияның өлшеу бірлігі ретінде электронвольт алынады.

Энергияның екі түрі

Энергия екіге бөлінеді: потенциалдық және кинетикалық энергия. Потенциалдық энергия денелердің немесе дене бөліктерінің өзара алмасуынан пайда болады. Кинетикалық энергия дене қозғалысқа түскенде пайда болады.

Кинетикалық энергия

Дененің қозғалысымен байланысты энергия кинетикалық энергия деп аталады. Денені үдету үшін орындалатын жұмыс оның кинетикалық энергиясын арттырады, ал үдетілген денемен орындалатын жұмыс оның кинетикалық энергиясының төмендеуіне әкеледі. Дененің кинетикалық энергиясы дененің жылдамдығының квадратына тура пропорционал. Кинетикалық энергия бір денеден екінші денеге беріледі, сонымен қатар ол өзінің формасын өзгертеді. Бір қалыпты қозғалатын дененің кинетикалық энергиясын динамика мен кинематика теңдеулерін қолданып,денені үдету үшін жасалынатын жұмыс ретінде анықтауға болады

Потенциалдық энергия

Потенциалдық энергия — жүйенің толық механикалық энергиясының бір бөлігі.

Ол жүйені құрайтын материалдық бөлшектердің өзара орналасуына және олардың сыртқы күш өрісіндегі (мысалы, гравитация өрісі) орнына байланысты анықталады. Жүйенің қарастырылып отырған орнындағы потенциалдық энергиясының сандық мәні жүйенің осы орнынан потенциалдық энергиясы шартты түрде нөлге тең (П=0) болатын орынға ауысуы кезінде жүйеге әсер ететін күштердің атқаратын жұмысына тең. Потенциалдық энергия ұғымы тек консервативтік жүйелерге ғана, яғни сырттан әсер етуші күштердің атқаратын жұмысы жүйенің бастапқы және соңғы орындарына ғана тәуелді болатын жүйелерге қолданылады. Мысалы, і — биіктікке көтерілген салмағы Р жүктің потенциалдық энергиясы П=P×і-қа тең (і=0 болғанда П=0); серіппеге бекітілген жүк үшін , мұндағы — серіппенің созылуы (сығылуы), k — оның қатаңдық коэфф. болғанда П=0. Бүкіл әлемдік тартылыс заңы бойынша массалары m1 және m2 екі бөлшек үшін П=–G m1m2/r, мұндағы G — гравитациялық тұрақты, r — бөлшектердің ара қашықтығы (r=¥ болғанда П=0). Нүктелік екі зарядтың потенциалдық энергиясы да осылайша анықталады.

Дененің потенциалдық энергиясы гравитациялық өрісте дене салмағы мен оның орналасқан биіктігінің көбейтіндісіне тең. Потенциалдық энергия белгілі бір деңгейге байланысты беріледі. Дененің энергиясының артуы мөлшері біз көтеретін биіктікпен салыстырғанда үлкен болып келетін , биіктігін анықтай алмайтын денелердің биіктігін ауырлық центрі арқылы анықтаймыз

Әлеует (Потенциал; лат. potentia — күш) — қолда бар және белгілі бір мақсаттарға қол жеткізу, қандайда бір тапсырмаларды орындау үшін жұмылдырылуы мүмкін құралдар, көздер, қорлар. Әскери теорияда әлеует мемлекеттің, коғамның, қарулы күштердің материалдық және рухани күшінің жиынтығы және соғыс мақсатында оларды жұмылдыру мүмкіндіктері ретінде анықталады. Әлеует экономикалық, саяси-моральдық, ғылыми және әскери болып бөлінеді. Бұлардың әрқайсысының өзіндік сандық және сапалық керсеткіштері бар, ал осылардың жиынтығы мемлексттіц әскери күш-куатының және қарулы күштердің жауынгерлік күшқуатының деңгейін сипаттайды. Қарсы жақтардың әлеуеттері ара катынасты шамалар болып келеді. Әлеуетте бар мүмкіндіктерді іске асыру саяси және әскери басшылықтың, жалпы халықтың, әскерлердің іс-қимылдарымен орындалады.

Электр сыйымдылық

Электр сыйымдылықтың құрылысы екі өткізгіштің арасындағы диэлектриктен тұрады

Электр Сыйымдылық – өткізгіштің немесе өткізгіштер жүйесінің электр зарядтарын жинау және ұстап тұру қабілетін сипаттайтын физикалық шама. Өткізгіштің (жеке оқшау өткізгіштің) электрлік сыйымдылығы – өткізгіштен шексіз қашықтықта орналасқан нүктенің электр потенциалы нөлге тең деп қабылданған және басқа барлық өткізгіштер шексіз қашықтықта орналасқан деп ұйғарған жағдайда (жеке оқшау өкізгіш деп аталады) өткізгіш зарядының (Q) оның электр потенциалы (U) қатынасына тең скаляр шама:

С = Q/U.

Жеке оқшау өткізгіш үшін электр сыйымдылық өткізгіштің өлшемдеріне, пішініне, сондай-ақ оқшаулаушы ортаның диэлектрик өтімділігіне (ɛ_r) тәуелді болады. Екі өткізгіш арасындағы электрлік сыйымдылық (екі өткізгіштің өзара электрлік сыйымдылығы) – өткізгіштер зарядтарының мәндері бірдей, ал таңбалары қарама-қарсы болған жағдайда және басқа барлық өткізгіштер шексіз қашықтықта орналасқан кезде өткізгіштің біріндегі зарядтың абсолюттік мәнінің осы екі өткізгіштің электр потенциалдары айырымының қатынасына тең скаляр шама:

С = Q/(ɸ₁–ɸ₂).

Екі өткізгіштің өзара электр сыйымдылығы олардың өлшемдеріне, пішіндеріне, өзара орналасуына және олардың арасындағы ортаның диэлектрик өтімділігіне (ɛ_r) тәуелді болады. Электрлік сыйымдылық тың бірліктердің халықаралық жүйесіндегі өлшем бірлігі – фарад (Ф). Электрлік сыйымдылықты өлшеу үшін сыйымдылық өлшеуіштерді пайдаланады.

Электр конденсаторы

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан алынған мәлімет

Конденсаторлардың негізгі құрылымы — екі өткізгіш

Конденсатор деп жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын жүйені айтамыз. Ол латынның “condenso”- қоюлату, жинақтау деген сөзінен шыққан. Конденсатор электр энергиясын және электр зарядтарын жинақтау үшін қолданылады. Конденсатордың екі өткізгішін оның жапсарлары деп атайдың Ол жапсарларды шамасы жағынан тең, таңбалары жағынан қарама–қарсы зарядтпен зарядтайды.Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т.б электр құралдарында қолданылады.

Ашылу тарихы

1745 жылы Лейден қаласында неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст және голланд физигі Питер ван Мушенбрук тарихта ең алғашқы конденсатор – «лейден банкасын» жасады^[1].

Қасиеттері

Конден сатордын зарядты жинақтау қабілетін көрсететін физикалық шама. 1.Сыйымдылық.Өлшем бірлігі.Формуласы. 2.Конденсатор түрлері-. 3.Өткізгіштің электр сыйымдылығы әр түрлі факторларға байланысты өзгереді. 4.Әр түрлі конденсатор сыйымдылық формулалары. 5.Конденсаторды тізбектей және параллель жалғау. 6.Қонденсаторларды қолдану-Сайфоллаева Айнелла

Сыйымдылық. Өлшем бірлігі. Формуласы.

Өткізгіштің электрсыйымдылығы мынандай факторларға байланысты өзгереді:

1. Өткізгіштің электрсыйымдылығы оған екінші зарядталмаған өткізгішті жақындатқанда артады;

2. Екінші өткізгішті жерге жалғау бірінші өткізгіштің электрсыйымдылығын арттырады;

3. Қатты диэлектриктің болуы жүйенің электрсыйымдылығын арттырады;

4. Диэлектриктің қалыңдығын азайтса, өткізгіштер жүйесінің сыйымдылығы артады;

5. Диэлектриктің диэлектрик өтімділігі артқанда, жүйенің электрсыйымдылығы артады;

6. Өткізгіштердің бір-бірімен айқасу ауданын арттырғанда жүйенің электрсыйымдылығы артады;

Конденсаторларды сыртқы механикалық әсерлерден қорғау үшін оларды арнайы корпустармен қаптайды. Конденсаторды схемада мына түрде белгілейміз:

ГОСТ 2.728-74 бойынша белгіленуі	Сипаттамасы
	Тұрақты сыйымдылығы бар конденсатор
	Поляризацияланған конденсатор
	Айнымалы сыйымдылығы бар конденсатор
	Варикап

Конденсатор түрлері

Сипаттық тағайындалуына қарай конденсаторларды шартты түрде жалпы және арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп бөлуге болады:

• Жалпы қолданыстағы конденсаторларға кең тараған төмен вольтты конденсаторлар жатады және олар құралдар мен аппараттардың көптеген түрлерінде қолданылады

• Ал қалған конденсаторлардың барлығы арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп аталады. Оларға жоғарғы вольтты, импульстік, бөгетті жойғыш, дозиметриялық және т.б конденсаторлар жатады.

Конденсатордың негізгі сипаттамасы оның электрсыйымдылығы болып табылады. Ол конденсатордың электрзарядын жинақтау қабілетін көрсетеді. Сыйымдылықтың анықтамасы бойынша конденсатордың жапсарларындағы заряд оның жапсарларының арасындағы кернеуге тура пропорционал. Конденсатордың сыйымдылығы әдетте 1 пФ–тан жүздеген мкФ–қа дейін, сонымен бірге сыйымдылығы ондаған Ф–қа дейінгі конденсаторлар да кездеседі. Сонымен қатар конденсаторларды жапсарларының пішініне қарай жазық, цилиндр тәріздес, шар тәріздес және т.б деп бөледі.

1745 жылы Лейден қаласында неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст және голланд физигі Питер ван Мушенбрук тарихта ең алғашқы конденсатор – «лейден банкасын»  жасады.

Конденсатор деп жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын жүйені айтамыз. Ол латынның “condenso”- қоюлату, жинақтау деген сөзінен шыққан. Конденсатор электр энергиясын және электр зарядтарын жинақтау үшін қолданылады. Конденсатордың екі өткізгішін оның жапсарлары деп атайдың Ол жапсарларды шамасы жағынан тең, таңбалары жағынан қарама –қарсы зарядтпен зарядтайды.Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т.б электр құралдарында қолданылады.