Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Мой экзамен.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
12.09.2019
Размер:
537.6 Кб
Скачать

Удельная ёмкость

Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.

Плотность энергии

Плотность энергии электролитического конденсатора зависит от конструктивного исполнения. Максимальная плотность достигается у больших конденсаторов, где масса корпуса невелика по сравнению с массой обкладок и электролита. Например, у конденсатора EPCOS B4345 ёмкостью 12000 мкФ x 450 В и массой 1.9 кг плотность энергии составляет 639Дж/кг или 845Дж/л. Особенно важен этот параметр при использовании конденсатора в качестве накопителя энергии, с последующим мгновенным её высвобождением, например, в пушке Гаусса

Номинальное напряжение

Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается, что связано с увеличением тепловойскорости движения носителей заряда и, соответственно, снижению требований для образования электрического пробоя.

]Полярность

Современные конденсаторы, разрушившиеся без взрыва благодаря специальной разрывающейся конструкции верхней крышки. Разрушение возможно из-за действия температуры и напряжения, не соответствовавших рабочим, или старения. Конденсаторы с разорванной крышкой практически неработоспособны и требуют замены, а если она просто вздувшаяся, но еще не разорвана — скорее всего скоро он выйдет из строя или сильно изменятся параметры, что сделает его использование невозможным.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью

Энергия электростатического поля

    

      В пределах электростатики невозможно дать ответ на вопрос, где сосредоточена энергия конденсатора. Поля и заряды, их образовавшие, не могут существовать обособленно. Их не разделить. Однако переменные поля могут существовать независимо от возбуждавших их зарядов (излучение солнца, радиоволны, …), и они переносят энергию. Эти факты заставляют признать, что носителем энергии является электростатическое поле.

При перемещении электрических зарядов силы кулоновского взаимодействия совершают определенную работу dА. Работа, совершенная системой, определяется убылью энергии взаимодействия -dW зарядов

 

.

(5.5.1)

 

      Энергия взаимодействия двух точечных зарядов q1 и q2, находящихся на расстоянии r12, численно равна работе по перемещению заряда q1 в поле неподвижного заряда q2из точки с потенциалом   в точку с потенциалом  :

      Будем считать аддитивную постоянную W0, равной нулю. В этом случае W может быть и отрицательной величиной, если q1 и q2 - заряды противоположного знака.

      Аналогично можно рассчитать энергию двух зарядов, рассмотрев перемещение заряда q2 в поле неподвижного заряда q1 из точки с потенциалом   в точку с потенциалом 

 

(5.5.2)

 

      Удобно записать энергию взаимодействия двух зарядов в симметричной форме

 

.

(5.5.3)

 

ОМА ОБОБЩЁННЫЙ ЗАКОН - линейная зависимость для плазмы между плотностью тока j и напряжённостью эфф. электрич. поля Еэфф, включающего объёмные силы неэлектрич. происхождения (т. н. сторонние силы), вызывающие ток. О. о. з. записывается в дифференц. форме.  Для полностью ионизованной двухкомпонентной плазмы, находящейся в магн. поле Н, О. о. з. в стационарном случае имеет вид

где  - соответственно продольная и поперечная проводимости плазмы, те - масса электрона, vei - частота его соударений с коном, Е' = Е - [иН] - электрич. иоле в собств. системе плазмы, движущейся со скоростью и  с, pi - ионное давление, п - концентрация плазмы, R - термосила, обусловленная градиентом темп-ры плазмы Т:

О. о. з. в форме (1) выполняется при условии, что пространственные масштабы неоднородностей тока существенно превосходят дебаевский и ларморовский радиусы частиц плазмы.  В часто встречающейся ситуации, когда градиенты давления и темп-ры плазмы имеют одинаковое направление, перпендикулярное магн. полю Н, электрич. поле Е' естеств. образом разделяется на три компоненты  и  При этом из (1) выделяются "продольный" и "поперечный" законы Ома:

а градиент ионного давления уравновешивается холловским полем  (см. Холла эффект).  Для нестационарных процессов, характерные времена к-рых значительно больше обратных величин ионной циклотронной и ленгмюровской частот, соотношение (1) обобщается добавлением в левую часть слагаемого (me/e2n)dj/dt.  В слабоионизованной плазме дополнит. вклад в плотность тока даёт сила трения между заряж. компонентами и нейтральной составляющей. В ионосферной плазме при расчёте НЧ-процессов учитывают также вклад силы тяжести. Для трёхкомпонентной ионосферной плазмы (электроны, один сорт ионов и один сорт нейтралов), пренебрегая различием между продольной и поперечной проводимостями и термосилой, О. о. з. обычно записывают в виде

где g - ускорение силы тяжести, ип - скорость движения нейтральной составляющей, ven, vin - частоты соударений с нейтралами соответственно электронов и ионов, ve = ven + vei + mevin/mi - полная частота соударений электрона, определяющая время передачи их импульса тяжёлым частицам = l/ve.  Соотношения (1) и (2) справедливы при малых плотностях тока, когда плазму можно считать линейной проводящей средой. При больших плотностях тока развиваются нелинейные режимы и необходимо учитывать индуцированные в плазме нелинейные токи. Напр., для слабонелиейных дрейфовых волн в бесстолкновительной плазме нелинейное обобщение соотношения (1) имеет вид

где h - единичный вектор, направленный вдоль магн. поля Н.

Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения[1], магнитная составляющая электромагнитного поля[2]

Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).

Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.

Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции   (вектор индукции магнитного поля)[3][4]. С математической точки зрения   — векторное поле, определяющее и конкретизирующее физическое понятие магнитного поля. Нередко вектор магнитной индукции называется для краткости просто магнитным полем (хотя, наверное, это не самое строгое употребление термина).

Ещё одной фундаментальной характеристикой магнитного поля (альтернативной магнитной индукции и тесно с ней взаимосвязанной, практически равной ей по физическому значению) является векторный потенциал.