Конденсатор және оның түрлері мен қолданулары

I.Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
II. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.1. Конденсатор туралы жалпы ұғымдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.2. Конденсатордың сыйымдылығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..5
2.3. Конденсатордың типтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...7
2.4. Конденсаторларды қосу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
2.5. Зарядталған конденсатордың энергиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
III. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
IV. Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
Конденсаторлар барлық электр схемаларының таптырмайтын элементі болып табылады. Екі жарым ғасыр бұрын пайда болған конденсаторлар қазірде техниканың барлық саласында қолданыс тауып отыр. Практикада сонымен бірге өзін қоршаған денелермен салыстырғанда шамалы потенциалы бола тұрып шамасы едәуір зарядтарды жинақтайтын, яғни конденсациялайтын қондырғылар қажет болады. Конденсатор деп аталатын мұндай қондырғылар негізінен өткізгіштерге басқа денелерді жақындатқанда оның электр сыйымдылығы артатын фактіге суйенеді.
Бұл курстық жұмыстағы менің басты мақсатым – конденсаторлардың түрлі типтерімен танысып, электротехниканың қандай облыстарында қолданылатынын анықтау және конденсатор туралы өз білімімді толықтыру.
1. Т. А. Қоразов. Электрдинамика негіздері. Ақтөбе – 2007, 121 – 134 бет;
2. Ж. С. Ақылбаев, Қ. Т. Ермағанбетов. Электр және магнетизм. Қарағанды – 2003, 163 – 168 бет;
3. С. Э. Фриш, А.В. Тиморева. Жалпы физика курсы, 2- том. 108 – 114бет;
4. Ф.Б. Бәйімбетов, Т.С. Рамазанов. Электр және магнетизм. Алматы «Қазақ университеті», 2004. 23 – 25 бет;
5. И. В. Савельев. Жалпы физика курсы. Алматы – 1977, 83 – 89 бет;
6. Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. Учебное пособие. Москва – 1983;
7. Ақылбеков Ә. Электр және магнетизм. Алматы – 1977;
8. Виноградов Ю.В. “Основы электронной и полупроводниковой техники”, 2 –том. Москва - 1972;
9. Справочник «Конденсаторы» , «Радио и связь». Москва - 1987.
10. Абдулаев Ж. Физика курсы. Алматы – 1994.
        
        Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Құдайберген Жұбанов атындағы Ақтөбе мемлекеттік университеті
Кафедрасы: Эксперименттік және теориялық физика кафедрасы
Факультеті: Физика - математика
Курстық ... ... және оның ... мен қолданулары
Орындаған: 2фқб тобы студенті Жағыпарова Ш. Б.
Тексерген: ЭТФ кафедрасының доценті Жұбаев А. Қ.
Ақтөбе 2012жыл.
Жоспар:
I.Кіріспе.............................................................................................................3
II. Негізгі ... ... ... жалпы ұғымдар .....................................................4
2.2. Конденсатордың сыйымдылығы..............................................................5
2.3. Конденсатордың типтері...........................................................................7
2.4. Конденсаторларды қосу............................................................................12
2.5. Зарядталған конденсатордың энергиясы................................................15
III. Қорытынды.................................................................................................17
IV. ... ... ... электр схемаларының таптырмайтын элементі болып табылады. Екі жарым ғасыр бұрын пайда болған конденсаторлар қазірде техниканың барлық саласында қолданыс тауып ... ... ... ... өзін ... денелермен салыстырғанда шамалы потенциалы бола тұрып шамасы едәуір зарядтарды ... яғни ... ... ... болады. Конденсатор деп аталатын мұндай қондырғылар негізінен өткізгіштерге ... ... ... оның ... ... артатын фактіге суйенеді.
Бұл курстық жұмыстағы менің басты мақсатым - ... ... ... танысып, электротехниканың қандай облыстарында қолданылатынын анықтау және конденсатор туралы өз білімімді толықтыру.
1745 жылы Лейден қаласында неміс физигі Эвальд ... фон ... және ... ... ... ван ... тарихта ең алғашқы конденсатор - ... деп жұқа ... ... ... екі өткізгіштен тұратын жүйені айтамыз. Ол латынның "condenso"- қоюлату, жинақтау деген ... ... ... ... ... және ... ... жинақтау үшін қолданылады. Конденсатордың екі өткізгішін оның жапсарлары деп атайды. Ол ... ... ... тең, ... ... ... - қарсы зарядпен зарядтайды.Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т.б ... ... ... ... жинақтау қабілетін көрсететін физикалық шама - электрсыйымдылығы.
Өткізгіштің электрсыйымдылығы мынандай факторларға байланысты өзгереді:
* Өткізгіштің электрсыйымдылығы оған екінші зарядталмаған өткізгішті ... ... ... ... ... ... ... өткізгіштің электрсыйымдылығын арттырады;
* Қатты диэлектриктің болуы жүйенің электрсыйымдылығын арттырады;
* Диэлектриктің ... ... ... ... ... ... Диэлектриктің диэлектрик өтімділігі артқанда, жүйенің электрсыйымдылығы артады;
* Өткізгіштердің бір-бірімен айқасу ауданын арттырғанда жүйенің электрсыйымдылығы ... ... ... әсерлерден қорғау үшін оларды арнайы корпустармен қаптайды.
Конденсаторды схемада мына түрде ... ... ... ... жұмыс істеу принциптеріне байланысты тізбекте шартты түрде былай белгілейміз:
ГОСТ 2.728-74
бойынша белгіленуі
Сипаттамасы
Тұрақты сыйымдылығы бар ... ... ... бар ... ... ... ... шартты түрде жалпы және арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп бөлуге болады Жалпы қолданыстағы конденсаторларға кең тараған төмен вольтты ... ... және олар ... мен ... ... түрлерінде қолданылады Ал қалған конденсаторлардың барлығы арнайы ... ... деп ... Оларға жоғарғы вольтты, импульстік, бөгетті жойғыш, дозиметриялық және т.б конденсаторлар жатады.
Конденсатордың негізгі сипаттамасы оның электрсыйымдылығы болып табылады. Ол ... ... ... ... ... ... Сыйымдылықтың анықтамасы бойынша конденсатордың жапсарларындағы заряд оның жапсарларының арасындағы кернеуге тура пропорционал.
Конденсатордың сыйымдылығы әдетте 1 пФ - тан ... мкФ - қа ... ... ... ... ондаған Ф - қа дейінгі конденсаторлар да кездеседі.
Конденсаторларды жапсарларының пішініне қарай жазық, цилиндр тәріздес, шар тәріздес және т.б деп ... ... ... Егер ... жазық болса және параллель орналасса, онда конденсатор жазық деп аталады. Жазық конденсатордың ... ... ... ... ε1 және ε2 ... екі қабатпен толтырылған дейік; осы қабаттардың қалыңдықтары d1 және d2 ... ; ... ... ... ... ... QV1-V2 (2.3.1) ... бұл ... екі ... ... бар ... сондықтан өріс кернеулігі бір диэлектриктен екінші диэлектрикке өткенде өзгеріске ұшырайды. Зарядталған астарлар арасындағы өріс кернеулігі бостықта Е0 ... ... ... Е1 мен Е2 ... сәйкесінше мынаған тең болады:
Е1= 4PIσε1 = Е0 ε1 , Е2= 4PIσε2 = Е0 ... ... ... S = Е0 4PI s. (2.3.2) ... ... ... өріс ... арқылы есептеп таба аламыз. Екі диэлектриктің шекарасындағы потенциалды V` деп белгілейік, сонда
V1-V`d1 = E1, V`-V2d2 = ... = E1 d1+ E2 d2 = E0 ... . ... (2.3.1) және (2.3.3) ... (2.3.1) өрнекке қойсақ, конденсатор сыйымдылығы үшін мынаны табамыз:
С= QV1-V2 = E0S4PIE0d1ε1+d2ε2 ... = ... . ... ... орналасу ретіне сыйымдылық тәуелсіз екенін байқау оңай. Егер ондағы d2 = 0 деп алсақ, бұл ... бір ... ... ... ... формуласына айналады.
Сфералық конденсатор. Егер конденсатор бірінің ішінде бірі орналасқан өткізгіш ... ... онда ... конденсаторды сфералық конденсатор дейді(2.3.2 - сурет). Сфералық конденсатор бір - бірімен концентрлі сфералық екі астардан тұрады; олардың ... R1 және R2 деп ... ... ... кеңістік диэлектрик тұрақтысы ε диэлектрикпен толтырылған; астарлар бетінде ... ... ... +Q және -Q деп, ал ... ... ... V1 және V2 деп белгілейік.
2.3.2- сурет.
Біркелкі зарядталған сфералық беттің ... ... ... ... өз ... ... тең, ал ... сыртында шамасы сфера бетіндегі зарядтарға тең, сфераның центріне орналасқан нүктелік зарядтың туғызатын өрісінің кернеулігіндей болады. ... ... ... арасындағы өріс кернеулігі ішкі астардағы зарядтардан жасалады да, ол ... тең ...
E = ... r - ... ... ... саналатын қашықтық.
Бұл r бағыты потенциалдың деңгейлік беттеріне тұрғызылған n нормальдің ... дәл ... ...
E = - dVdr, ... dV = - Qεr2 ... dVdr - ... градиенті.
Осы өрнекті R1 - ден R2 - ге дейінгі шекте интегралдай келіп, бір астардан екінші астарға ... ... ... ... ... табамыз:
V1-V2 = - R1R2Qεr2dr = 1ε QR2- ... ... ... ... ... ... ... тең:
С = QV1-V2 = QεQR1- QR2 ,
немесе
C = εR1R2R2- R1 . ... ... Егер ішкі ... ... ... сым, ал ... өткізгіш тік цилиндр болса, ондай конденсаторды цилиндрлік конденсатор дейді. Цилиндрлік конденсатор ... ... l, ал ... R1 және R2 екі ... қуыс ... ... ( 2.3.3- сурет).
2.3.3- сурет.
Цилиндрлер арасындағы кеңістік диэлектрик тұрақтысы ε затпен толтырылған. Астарлардағы зарядтар +Q және -Q дейік; ... ... V1 мен V2 ... ... ... ... өріс кернеулігін тек ішкі цилиндрдегі заряд туғызады да, цилиндр осінен r қашықтықтағы нүктеде ол ... тең ... = 2ηεr ... η - ... ... ұзындығына келетін заряд. Потенциалдың dr бойындағы өзгерісі кернеулікпен мына қатыс арқылы байланысты:
* dVdr = E, осыдан dV = - Edr = - 2ηεr ... ... V2 - V1 ... ... осы ... R1 және R2 ... ... - V1 = - R1R22ηεr dr = - 2ηε lnR2R1 .
Сондықтан цилиндрлік конденсатордың сыйымдылығы мынаған тең:
С = QV1-V2 = ... . ... ... ... ... оның ... әрдайым астарлар арасын толтырып тұратын заттың диэлектрик тұрақтысына тура пропорционал екен; онан соң сыйымдылық тек цилиндрлер радиустарының қатынасына байланысты ... да, осы ... ... ... ол ... ... ... айнымалы конденсатор. Радиотехникада, көбінесе, құрылысы - ... ... ... ... ... қолданылады. Жарты сақина тәрізді пластиналар ( 2.3.4- сурет) ... ... ... өзара қосылған. Пластиналардың тең жартысы қозғалмай тұрады да, ... ... ... ... ... ... ... айнала алады. Бұраған кезде жылжымалы пластиналар, қозғалмай тұрған пластиналардың ара - ... азды - ... ... ... ... ... қосылған бірқатар конденсатор жасайды.
2.3.4 - сурет.
Пластиналардан түзілген конденсаторларды ... ... деп те айта ... ... ... жеке бір конденсатордың С́ сыйымдылығы мынаған тең деуімізге ... = εS4PId ... ε - ... ... ортаның диэлектрик тұрақтысы, d - пластиналардың арақашықтығы, S - пластиналардың бір - бірінің ... ... ... ... ... Егер ... біріне - бірі қатысты α бұрышқа бұрылған болса, онда S - 2.3.5,б - суретте ... ... ... ... сыртқы радиусын r1, ал ішік радиусын r2 ... ... ... ... ... = PI(r12- ... = (r12- r22)α2 ,
мұндағы бұрыш α радианмен өрнектелген.
Осыдан конденсатордың ... ... ... ... = ε(r12- ... .
2.3.5 - сурет.
Егер тұтас алғанда конденсатор ішіндегі пластиналар арасында n ашық жерлер болса, онда ол ... ... С́ ... ... n ... ... ... конденсатордың сыйымдылығы С мынаған тең:
С = nĆ = εn(r12- r22)α8PId , ... α ... ... Бұл ... α ... кіші болғанда жарамсыз.
Егер α бұрышты градуспен өрнектесек, онда мына ... ... ... = 2PI360α(градуспен)
(2.3.7) формуланы мына түрде көшіріп жазамыз:
С = nĆ = εn(r12- ... , ... ... конденсатордың пластиналары арасында ауа болады, ондайда ε іс жүзінде бірге тең.
Конденсаторларды қосу.
Қажетті электр сыйымдылық алу үшін көптеген жағдайларда конденсаторларды бір - ... ... тура ... ... ... ... да, параллель қосуға да болады.
Конденсаторларды тізбектей қосу. Сыйымдылықтары С1 және С2 екі ... ... қосу ... 2.4.1 - ... ... ... 1 - ... +Q зарядпен зарядтаған кезде 2 және 3 - ... ... бір ... ... индукция әсерінен, оларда - Q және +Q сәйкес зарядтар пайда болады, ал 4 - пластинада - Q ... ... ... - ... 1 - ... ... V1, ал 4 - пластина потенциалын V2 деп белгілейік; 2 және 3 - ... ... ... V́- мен ... Әрбір қос пластина үшін мына қатыстарды жаза аламыз:
V1-V` = 1C1Q, V2-V` = 1C2Q,
мұнда С1 және С2- ... ... ... Осы ... мүшелеп қоссақ, мынадай болады:
V1-V2 = 1C1+ 1C2Q;
екінші жағынан былай жазуға болады:
V1-V2 = 1сQ,
мұнда С - ... ... ... ... екі формуланы салыстыра келіп, мынаны табамыз:
(2.4.1)
немесе
(2.4.1а)
Сонымен конденсаторларды тізбектеп қосқанда сыйымдылығының кері шамасы ... ... ... кері ... қосындысына тең конденсатор шығады.
Конденсаторларды параллель қосу. Сыйымдылықтары С1 және С2 конденсаторларды ... ... (2.4.2- ... ... ... ... ... болады. Әр конденсатордың астарларындағы зарядтар әр түрлі болады; оларды Q1 және Q2 деп ... ... ... ... ... және ... ... формуланы әр конденсаторға қолданайық:
Q1 = C1(V1-V2), Q2 = C2(V1-V2).
Осы теңдіктерді мүшелеп қоса келіп, мынаны ... + Q2 = (C1 + ... ... да жазуға болады:
Q = Q1 + Q2 = С ... С - екі ... ... ... ... Соңғы екі теңдікті салыстыра отырып, мынаны табамыз:
С=С1+С2 , ... ... ... екі ... сыйымдылығы олардың сыйымдылықтарының қосындысына тең.
Осы шығарылған нәтижелерді біріктіре қосқан көп конденсаторларға да қолдануға болатыны өзі де ... ... ... ... ... іс ... көп қолданады. Арасына парафинделген қағаз не жұқа слюда қабаттары салулы, қорғасын қағаздан істелген жазық конденсатор өте жиі кездеседі. Қорғасын ... ... ... ... (қалдырып), өзара қосады (2.4.3 - сурет), сонда өзара қосылған барлық тақ қағаздар, конденсатордың бір ... ал жұп ... ... ... ... ... Мұндай конденсаторлардың сыйымдылығы жүздеген микрофарада, тіпті одан да ... ... да, ... сонша шағын болса да, әлденеше жүз вольт кернеуге төтеп бере алады.
1080135top
2.4.3 - сурет.
Зарядталған ... ... ... ... ... ... бар ... Мысалы, С конденсаторды ( 2.5.1- сурет) Б ток көзінің көмегімен зарядтайық (К кілт 1 жағдайда тұр). Егер К ... 2 ... ... онда ... Ш ... шамы арқылы разрядталады да шам жарқ ете қалады. Конденсатордың разрядталуы кезінде пайда болатын ... тогы ... қылы ... өткенде, одан белгілі бір жылу мөлшері бөлінеді. Ал бұл зарядталған конденсатор электр ... ие ... ... ... - ... ... энергиясы қандай шамаларға тәуелді болатынын анықтайық.
Зарядталған конденсатордың толық энергиясы оны зарядтау үшін ... ... тең ... айқын.
Оң (немесе теріс) зарядталған бөлшектерді бір пластинадан екінші пластинаға тасымалдай отырып ... ... (2.5.2- ... Мұндай бөлшектер, мысалы, металдың оң иондары немесе еркін электрондар болуы мүмкін.
2.5.2 - сурет.
Зарядтарды тасымалдау нәтижесінде қайсыбір ... ... ... Q ... ... және ... арасындағы потенциалдар айырымы φ1- φ2= QC болсын делік. Зарядтардың кезекті ∆Q үлесін тасымалдау үшін ∆А= φ1- φ2∆Q= QC∆Q ... ... ... Демек, конденсаторды зарядтауға жұмсалатын толық жұмыс мынаған тең:
A = QC∆Q= 1C0QQdQ= Q22C . ( ... ... ... ...
W = Q22C= C(∆φ)22 = Q∆φ2 , ( ... Q - ... ... С - оның ... ... ∆φ - оң және ... зарядталған жапсарлардың потенциалдар айырымы. ... ... ... ... ... - ... екені белгілі. Олай болса, олар өзара тартылады. Энергия үшін жазылған өрнекті пайдаланып, конденсатор пластиналарының ... - бірі ... ... ... ... Ол үшін ... арасындағы х аралық, мысалы, dx шамаға өзгереді деп жорамалдайық. Сонда әсер етуші күш мынадай ... ... = ... бұл ... ... ... энергиясының кемуі есебінен орындалады:
Fdx = -dW,
немесе
F = - dWdx . ... ... ... ... = Q22C = Q22ε0ε Sx. ...
F = - dWdx= ... , ... > ... F күш ... арасындағы х аралықты кішірейтуге ұмтылатынын көрсетеді, яғни Ғ күш тартылыс күші ... ... ... келе ... ... ... облыстарында қолданылады деп айтуға болады.
* Конденсаторлар катушка немесе резистормен бірге жиілікке тәуелді әртүрлі тізбек құрастыру үшін қолданылады(тербелмелі контур, кері ... ... ... ... ... ... ... қуатты импульс алуға болады(фото жарқыл, импульстік лазерде).
* Конденсатор ... ... ... ... ... ... электр энергиясын сақтаушы құрал ретінде қолданады (аккумуляторлар).
* Өндірістік электротехникада реактивті қуатты толықтыру үшін қолданылады.
* Конденсаторлар көп ... ... ... ... кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.
* Сыйымдылығының өзгерісіне байланысты өлшеуіш түрлендіргіштер ... және т.б ... кең ... ... ... Т. А. ... Электрдинамика негіздері. Ақтөбе - 2007, 121 - 134 ... Ж. С. ... Қ. Т. ... ... және ... Қарағанды - 2003, 163 - 168 бет;
* С. Э. Фриш, А.В. Тиморева. ... ... ... 2- том. 108 - 114бет;
* Ф.Б. Бәйімбетов, Т.С. ... ... және ... ... , 2004. 23 - 25 ... И. В. Савельев. Жалпы физика курсы. Алматы - 1977, 83 - 89 ... ... А. Н. ... и ... ... ... Москва - 1983;
* Ақылбеков Ә. Электр және магнетизм. Алматы - ... ... Ю.В. ... электронной и полупроводниковой техники", 2 - том. Москва - 1972;
* Справочник , . ... - ... ... Ж. Физика курсы. Алматы - 1994.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 9 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Анықталған интеграл. Ньютон-Лейбниц формуласы2 бет
Динамикалық хаостың сипаттамалары6 бет
Сирек металдар8 бет
Спектралды тығыздайтын оптикалық мультиплексордың құрылысын есептеу туралы42 бет
Тарихи ономастикалық кеңістік (Х-ХІV ғғ. түркі жазба ескерткіштері негізінде)48 бет
Фома Аквинский жайлы3 бет
"Кондиция, өнім,өнім сапасы"4 бет
2 деңгейлі алдын-ала су тастау қондырғысын автоматтандыру44 бет
CISCO 5500 series қондырғысының негізінде есептеуіш желілердің құрылымы60 бет
«Кондитер цехы жабдықтары» қыскаша оқу құралы40 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь