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
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.
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.
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 жұмыс
Тақырыбы:
Конденсатор және оның түрлері мен қолданулары
Орындаған: 2фқб тобы студенті Жағыпарова Ш. Б.
Тексерген: ЭТФ кафедрасының доценті Жұбаев А. Қ.
Ақтөбе 2012жыл.
Жоспар:
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.
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 атайды. Ол жапсарларды шамасы жағынан тең, таңбалары жағынан қарама - қарсы зарядпен зарядтайды.Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т.б электр құралдарында қолданылады.
Конденсатордын зарядты жинақтау қабілетін көрсететін физикалық шама - электрсыйымдылығы.
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:
Халықаралық стандарт бойынша конденсаторларды жұмыс істеу принциптеріне байланысты тізбекте шартты түрде былай белгілейміз:
ГОСТ 2.728-74
бойынша белгіленуі
Сипаттамасы
Тұрақты сыйымдылығы бар конденсатор
Поляризацияланған конденсатор
Айнымалы сыйымдылығы бар конденсатор
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 электр зарядын 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.
Конденсаторларды жапсарларының пішініне қарай жазық, цилиндр тәріздес, шар тәріздес және т.б деп бөледі.
Жазық конденсатор. Егер өткізгіштер жазық болса және параллель орналасса, онда конденсатор жазық деп аталады. Жазық конденсатордың астарларының арасы, диэлектрик тұрақтысы ε1 және ε2 диэлектрик екі қабатпен толтырылған дейік; осы қабаттардың қалыңдықтары d1 және d2 болсын ;
Бұл жағдайда сыйымдылық былай анықталады:
С= QV1-V2 (2.3.1)
Алайда бұл жағдайда екі диэлектриктің шекарасы бар болып, сондықтан өріс кернеулігі бір диэлектриктен екінші диэлектрикке өткенде өзгеріске ұшырайды. Зарядталған астарлар арасындағы өріс кернеулігі бостықта Е0 болсын, сонда:
Е0= 4PIσ.
Диэлектриктердегі Е1 мен Е2 кернеуліктер сәйкесінше мынаған тең болады:
Е1= 4PIσε1 = Е0 ε1 , Е2= 4PIσε2 = Е0 ε2.
Астарлардың біреуіндегі заряд:
Q=σ S = Е0 4PI s. (2.3.2)
Астарлардағы потенциалдар айырмасын өріс кернеулігі арқылы есептеп таба аламыз. Екі диэлектриктің шекарасындағы потенциалды V` деп белгілейік, сонда
V1-V`d1 = E1, V`-V2d2 = E2,
бұдан:
V1-V2 = E1 d1+ E2 d2 = E0 d1ε1+d2ε2 . (2.3.3)
Осы (2.3.1) және (2.3.3) өрнектерді (2.3.1) өрнекке қойсақ, конденсатор сыйымдылығы үшін мынаны табамыз:
С= QV1-V2 = E0S4PIE0d1ε1+d2ε2 ,
бұдан
С = S4PId1ε1+d2ε2 . (2.3.4)
Диэлектрик қабаттарының орналасу ретіне сыйымдылық тәуелсіз екенін байқау оңай. Егер ондағы d2 = 0 деп алсақ, бұл формула бір диэлектриктен тұратын конденсатор сыйымдылығының формуласына айналады.
Сфералық конденсатор. Егер конденсатор бірінің ішінде бірі орналасқан өткізгіш сфералардан тұрса, онда ондай конденсаторды сфералық конденсатор дейді(2.3.2 - сурет). Сфералық конденсатор бір - бірімен концентрлі сфералық екі астардан тұрады; олардың радиустарын R1 және R2 деп белгілейік. Астарлар арасындағы кеңістік диэлектрик тұрақтысы ε диэлектрикпен толтырылған; астарлар бетінде біркелкі орналасқан зарядтарды +Q және -Q деп, ал астарлардың потенциалдарын сәйкес V1 және V2 деп белгілейік.
2.3.2- сурет.
Біркелкі зарядталған сфералық беттің тудыратын өрісінің кернеулігі сфераның өз ішінде нөлге тең, ал сфера сыртында шамасы сфера бетіндегі зарядтарға тең, сфераның центріне орналасқан нүктелік зарядтың туғызатын өрісінің кернеулігіндей болады. Осыдан конденсатордың астарлары арасындағы өріс кернеулігі ішкі астардағы зарядтардан жасалады да, ол мынаған тең болады:
E = Qεr2
мұнда r - сфералық астардың центрінен саналатын қашықтық.
Бұл r бағыты потенциалдың деңгейлік беттеріне тұрғызылған n нормальдің бағытымен дәл келеді; сондықтан
E = - dVdr, бұдан dV = - Qεr2 dr
мұндағы dVdr - потенциал градиенті.
Осы өрнекті R1 - ден R2 - ге дейінгі шекте интегралдай келіп, бір астардан екінші астарға ауысқан кездегі потенциалдың толық өзгерісін табамыз:
V1-V2 = - R1R2Qεr2dr = 1ε QR2- QR1.
Осыдан сфералық конденсатордың ізделіп отырған сыйымдылығы мынаған тең:
С = QV1-V2 = QεQR1- QR2 ,
немесе
C = εR1R2R2- R1 . (2.35)
Цилиндрлік конденсатор. Егер ішкі өткізгіщ тұтас металл сым, ал сыртқы өткізгіш тік цилиндр болса, ондай конденсаторды цилиндрлік конденсатор дейді. Цилиндрлік конденсатор ортақ биіктігі l, ал радиустары R1 және R2 екі коаксиаль қуыс цилиндрден тұрады ( 2.3.3- сурет).
2.3.3- сурет.
Цилиндрлер арасындағы кеңістік диэлектрик тұрақтысы ε затпен толтырылған. Астарлардағы зарядтар +Q және -Q дейік; астарлардың потенциалдарын V1 мен V2 арқылы белгілейік.
Астарлар арасындағы өріс кернеулігін тек ішкі цилиндрдегі заряд туғызады да, цилиндр осінен r қашықтықтағы нүктеде ол мынаған тең болады:
E = 2ηεr ,
мұнда η - цилиндрдің бірлік ұзындығына келетін заряд. Потенциалдың dr бойындағы өзгерісі кернеулікпен мына қатыс арқылы байланысты:
dVdr = E, осыдан dV = - Edr = - 2ηεr dr.
Астарлар арасындағы V2 - V1 потенциалдар айырмасын осы өрнекті R1 және R2 шектерінде интегралдаймыз:
V2 - V1 = - R1R22ηεr dr = - 2ηε lnR2R1 .
Сондықтан цилиндрлік конденсатордың сыйымдылығы мынаған тең:
С = QV1-V2 = εl2lnR2R1 . (2.3.6)
Осылай, цилиндрлік конденсатордың сыйымдылығы оның ұзындығына, әрдайым астарлар арасын толтырып тұратын заттың диэлектрик тұрақтысына тура пропорционал екен; онан соң сыйымдылық тек цилиндрлер радиустарының қатынасына байланысты болады да, осы қатынас кеміген сайын, ол ұлғая түседі.
Сыйымдылығы айнымалы конденсатор. Радиотехникада, көбінесе, құрылысы - суретте көрсетілген, сыйымдылығы айнымалы конденсатор қолданылады. Жарты сақина тәрізді пластиналар ( 2.3.4- сурет) біреуін аралата (аттата) өзара қосылған. Пластиналардың тең жартысы қозғалмай тұрады да, екінші жартысы арнайы тұтқаның көмегімен вертикаль осьті айнала алады. Бұраған кезде жылжымалы пластиналар, қозғалмай тұрған пластиналардың ара - арасына азды - көпті кіріп, осылай өзара параллель қосылған бірқатар конденсатор жасайды.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Құдайберген Жұбанов атындағы Ақтөбе мемлекеттік университеті
Кафедрасы: Эксперименттік және теориялық физика кафедрасы
Факультеті: Физика - математика
Курстық жұмыс
Тақырыбы:
Конденсатор және оның түрлері мен қолданулары
Орындаған: 2фқб тобы студенті Жағыпарова Ш. Б.
Тексерген: ЭТФ кафедрасының доценті Жұбаев А. Қ.
Ақтөбе 2012жыл.
Жоспар:
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.
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 атайды. Ол жапсарларды шамасы жағынан тең, таңбалары жағынан қарама - қарсы зарядпен зарядтайды.Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т.б электр құралдарында қолданылады.
Конденсатордын зарядты жинақтау қабілетін көрсететін физикалық шама - электрсыйымдылығы.
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:
Халықаралық стандарт бойынша конденсаторларды жұмыс істеу принциптеріне байланысты тізбекте шартты түрде былай белгілейміз:
ГОСТ 2.728-74
бойынша белгіленуі
Сипаттамасы
Тұрақты сыйымдылығы бар конденсатор
Поляризацияланған конденсатор
Айнымалы сыйымдылығы бар конденсатор
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 электр зарядын 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.
Конденсаторларды жапсарларының пішініне қарай жазық, цилиндр тәріздес, шар тәріздес және т.б деп бөледі.
Жазық конденсатор. Егер өткізгіштер жазық болса және параллель орналасса, онда конденсатор жазық деп аталады. Жазық конденсатордың астарларының арасы, диэлектрик тұрақтысы ε1 және ε2 диэлектрик екі қабатпен толтырылған дейік; осы қабаттардың қалыңдықтары d1 және d2 болсын ;
Бұл жағдайда сыйымдылық былай анықталады:
С= QV1-V2 (2.3.1)
Алайда бұл жағдайда екі диэлектриктің шекарасы бар болып, сондықтан өріс кернеулігі бір диэлектриктен екінші диэлектрикке өткенде өзгеріске ұшырайды. Зарядталған астарлар арасындағы өріс кернеулігі бостықта Е0 болсын, сонда:
Е0= 4PIσ.
Диэлектриктердегі Е1 мен Е2 кернеуліктер сәйкесінше мынаған тең болады:
Е1= 4PIσε1 = Е0 ε1 , Е2= 4PIσε2 = Е0 ε2.
Астарлардың біреуіндегі заряд:
Q=σ S = Е0 4PI s. (2.3.2)
Астарлардағы потенциалдар айырмасын өріс кернеулігі арқылы есептеп таба аламыз. Екі диэлектриктің шекарасындағы потенциалды V` деп белгілейік, сонда
V1-V`d1 = E1, V`-V2d2 = E2,
бұдан:
V1-V2 = E1 d1+ E2 d2 = E0 d1ε1+d2ε2 . (2.3.3)
Осы (2.3.1) және (2.3.3) өрнектерді (2.3.1) өрнекке қойсақ, конденсатор сыйымдылығы үшін мынаны табамыз:
С= QV1-V2 = E0S4PIE0d1ε1+d2ε2 ,
бұдан
С = S4PId1ε1+d2ε2 . (2.3.4)
Диэлектрик қабаттарының орналасу ретіне сыйымдылық тәуелсіз екенін байқау оңай. Егер ондағы d2 = 0 деп алсақ, бұл формула бір диэлектриктен тұратын конденсатор сыйымдылығының формуласына айналады.
Сфералық конденсатор. Егер конденсатор бірінің ішінде бірі орналасқан өткізгіш сфералардан тұрса, онда ондай конденсаторды сфералық конденсатор дейді(2.3.2 - сурет). Сфералық конденсатор бір - бірімен концентрлі сфералық екі астардан тұрады; олардың радиустарын R1 және R2 деп белгілейік. Астарлар арасындағы кеңістік диэлектрик тұрақтысы ε диэлектрикпен толтырылған; астарлар бетінде біркелкі орналасқан зарядтарды +Q және -Q деп, ал астарлардың потенциалдарын сәйкес V1 және V2 деп белгілейік.
2.3.2- сурет.
Біркелкі зарядталған сфералық беттің тудыратын өрісінің кернеулігі сфераның өз ішінде нөлге тең, ал сфера сыртында шамасы сфера бетіндегі зарядтарға тең, сфераның центріне орналасқан нүктелік зарядтың туғызатын өрісінің кернеулігіндей болады. Осыдан конденсатордың астарлары арасындағы өріс кернеулігі ішкі астардағы зарядтардан жасалады да, ол мынаған тең болады:
E = Qεr2
мұнда r - сфералық астардың центрінен саналатын қашықтық.
Бұл r бағыты потенциалдың деңгейлік беттеріне тұрғызылған n нормальдің бағытымен дәл келеді; сондықтан
E = - dVdr, бұдан dV = - Qεr2 dr
мұндағы dVdr - потенциал градиенті.
Осы өрнекті R1 - ден R2 - ге дейінгі шекте интегралдай келіп, бір астардан екінші астарға ауысқан кездегі потенциалдың толық өзгерісін табамыз:
V1-V2 = - R1R2Qεr2dr = 1ε QR2- QR1.
Осыдан сфералық конденсатордың ізделіп отырған сыйымдылығы мынаған тең:
С = QV1-V2 = QεQR1- QR2 ,
немесе
C = εR1R2R2- R1 . (2.35)
Цилиндрлік конденсатор. Егер ішкі өткізгіщ тұтас металл сым, ал сыртқы өткізгіш тік цилиндр болса, ондай конденсаторды цилиндрлік конденсатор дейді. Цилиндрлік конденсатор ортақ биіктігі l, ал радиустары R1 және R2 екі коаксиаль қуыс цилиндрден тұрады ( 2.3.3- сурет).
2.3.3- сурет.
Цилиндрлер арасындағы кеңістік диэлектрик тұрақтысы ε затпен толтырылған. Астарлардағы зарядтар +Q және -Q дейік; астарлардың потенциалдарын V1 мен V2 арқылы белгілейік.
Астарлар арасындағы өріс кернеулігін тек ішкі цилиндрдегі заряд туғызады да, цилиндр осінен r қашықтықтағы нүктеде ол мынаған тең болады:
E = 2ηεr ,
мұнда η - цилиндрдің бірлік ұзындығына келетін заряд. Потенциалдың dr бойындағы өзгерісі кернеулікпен мына қатыс арқылы байланысты:
dVdr = E, осыдан dV = - Edr = - 2ηεr dr.
Астарлар арасындағы V2 - V1 потенциалдар айырмасын осы өрнекті R1 және R2 шектерінде интегралдаймыз:
V2 - V1 = - R1R22ηεr dr = - 2ηε lnR2R1 .
Сондықтан цилиндрлік конденсатордың сыйымдылығы мынаған тең:
С = QV1-V2 = εl2lnR2R1 . (2.3.6)
Осылай, цилиндрлік конденсатордың сыйымдылығы оның ұзындығына, әрдайым астарлар арасын толтырып тұратын заттың диэлектрик тұрақтысына тура пропорционал екен; онан соң сыйымдылық тек цилиндрлер радиустарының қатынасына байланысты болады да, осы қатынас кеміген сайын, ол ұлғая түседі.
Сыйымдылығы айнымалы конденсатор. Радиотехникада, көбінесе, құрылысы - суретте көрсетілген, сыйымдылығы айнымалы конденсатор қолданылады. Жарты сақина тәрізді пластиналар ( 2.3.4- сурет) біреуін аралата (аттата) өзара қосылған. Пластиналардың тең жартысы қозғалмай тұрады да, екінші жартысы арнайы тұтқаның көмегімен вертикаль осьті айнала алады. Бұраған кезде жылжымалы пластиналар, қозғалмай тұрған пластиналардың ара - арасына азды - көпті кіріп, осылай өзара параллель қосылған бірқатар конденсатор жасайды.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz