Тема урока: электроемкость, единицы электроемкости, конденсаторы. Большая энциклопедия нефти и газа

Тема урока: электроемкость, единицы электроемкости, конденсаторы. Большая энциклопедия нефти и газа

>>Физика: Электроемкость. Единицы электроемкости

Выясним важный для практики вопрос: при каком условии можно накопить на проводниках большой электрический заряд?
При любом способе электризации тел - с помощью трения, электростатической машины, гальванического элемента и т. д. - первоначально нейтральные тела заряжаются вследствие того, что некоторая часть заряженных частиц переходит от одного тела к другому. Обычно этими частицами являются электроны.
При электризации двух проводников, например от электростатической машины, один из них приобретает заряд +q , а другой -q . Между проводниками появляется электрическое поле и возникает разность потенциалов (напряжение). С увеличением заряда проводников электрическое поле между ними усиливается.
В сильном электрическом поле (при большом напряжении и соответственно при большой напряженности) диэлектрик (например, воздух) становится проводящим. Возможен так называемый пробой диэлектрика: между проводниками проскакивает искра, и они разряжаются. Чем меньше увеличивается напряжение между проводниками с увеличением их зарядов, тем больший заряд можно на них накопить.
Введем физическую величину, характеризующую способность двух проводников накапливать электрический заряд. Эту величину называют электроемкостью .
Напряжение U между двумя проводниками пропорционально электрическим зарядам, которые находятся на проводниках (на одном +|q| , а на другом -|q| ). Действительно, если заряды удвоить, то напряженность электрического поля станет в 2 раза больше, следовательно, в 2 раза увеличится и работа, совершаемая полем при перемещении заряда, т. е. в 2 раза увеличится напряжение. Поэтому отношение заряда q одного из проводников (на другом находится такой же по модулю заряд) к разности потенциалов между этим проводником и соседним не зависит от заряда. Оно определяется геометрическими размерами проводников, их формой и взаимным расположением, а также электрическими свойствами окружающей среды.
Это позволяет ввести понятие электроемкости двух проводников .
Электроемкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между ними:

Чем меньше напряжение U между проводниками при сообщении им зарядов +|q| и -|q| , тем больше электроемкость проводников. На проводниках можно накопить большие заряды, не вызывая пробоя диэлектрика. Но сама электроемкость не зависит ни от сообщенных проводникам зарядов, ни от возникающего между ними напряжения.
Единицы электроемкости. Формула (14.22) позволяет ввести единицу электроемкости.
Электроемкость двух проводников численно равна единице, если при сообщении им зарядов +1 Кли -1 Клмежду ними возникает разность потенциалов 1 В. Эту единицу называют фарад (Ф); 1 Ф = 1 Кл/В.
Из-за того что заряд в 1 Кл очень велик, емкость 1 Ф оказывается очень большой. Поэтому на практике часто используют доли этой единицы: микрофарад (мкФ) - 10 -6 Ф и пикофарад (пФ) - 10 -12 Ф.
Важная характеристика проводников - электроемкость. Электроемкость проводников тем больше, чем меньше разность потенциалов между ними при сообщении им зарядов противоположных знаков.

???
1. Что называют электроемкостью двух проводников?
2. Почему понятие электроемкости неприменимо к диэлектрикам?
3. В каких единицах выражается электроемкость?

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку,





Тест 2 вариант 1. Какую работу совершит поле при перемещении заряда 20 нКл? Из точки с потенциалом -100 В в точку с потенциалом 400В мкДж 2. 6мкДж нДж мкДж 2. Найти работу электрического поля напряженностью 1кв/м, если заряд +25нКл переместили на 2см в направлении силовой линии. 1 1мкДж 2. 10^(-7) Дж 3. -0,5 мкДж 4. 0,5 мкДж 3. Напряжение между двумя точками, лежащими на оной линии напряженности однородного поля, 2 кВ/м. Найти напряженность, если расстояние между точками 4см В/м 2. 20кВ/м кВ/м 4. 0,2 кВ/м 4. Во сколько раз изменится кинетическая энергия электрона, если разность потенциалов, которую проходит электрон, уменьшить в 10 раз 1.не изменится 2. увеличится в 10 раз 3. уменьшится в 10 раз 5. Как изменится потенциальная энергия взаимодействия зарядов q1 и q2, если расстояние между ними увеличить в 2 раза? 1.увеличится в 4 раза 2. уменьшится в 4 раза 3. уменьшится в 2 раза 4. увеличится в 2 раза


Проверь себя 1 вариант: 1,3,2,2,2. 2 вариант: 4,4,3,3,4. правильный ответ – 1 балл В процентном отношении 100% % % - 3








Емкость плоского конденсатора Каждая из пластин плоского конденсатора создает электрическое поле, модуль напряженности которого Е 1 =δ/2 ε 0 Согласно принципу суперпозиции, равна сумме напряженностей: Е= Е 1 + Е 2 = δ/ε 0 = q/ ε 0 S q=E ε 0 S Вне пластин E = 0. Поверхностная плотность σ=q / S, где q – заряд, а S – площадь каждой пластины. Разность потенциалов Δφ =Ed, где d – расстояние между пластинами. Из этих соотношений получим формулу для электроемкости плоского конденсатора: C=q/u= E ε 0 S/u=u ε 0 S /du= ε 0 S /d. Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в ε раз: C= εε 0 S /d.


Электроемкость сферического цилиндрического конденсатора Сферический конденсатор – это система из двух концентрических проводящих сфер радиусов R1 и R2. Цилиндрический конденсатор – система из двух соосных проводящих цилиндров радиусов R1 и R2 и длины L. Емкости этих конденсаторов, заполненных диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε, выражаются формулами: С= 4Πεε 0 R 1 R 2 / R 2 -R 1 -сферический конденсатор С= 4Πεε 0 L/ lnR 2 /R 1 – цилиндрический конденсатор





Закрепление 1. Какая система проводников называется конденсатором? 1. система 2 проводников с равными по величине поверхностями и одноименными зарядами 2. система 2 проводников с равными по величине поверхностями и противоположными зарядами 2. Как зависит электроемкость плоского конденсатора от его геометрических размеров 1. прямо пропорционально площади пластин и не зависит от расстояния между ними 2. обратно пропорциональна площади пластин и прямо пропорциональна расстоянию между ними 3. прямо пропорциональна площади пластин и обратно пропорциональна расстоянию между ними 3. во сколько раз увеличивается электроемкость конденсатора при введении диэлектрика 1. в ипсилон раз 2. в 1/ипсилон 4. зависит ли электроемкость конденсатора от внешних электрических полей.. 1. зависит 2. не зависит 5. зависит ли электроемкость сферы от заряда на ее поверхности 1.да 2. нет. 6. заряд 0,00006 Кл на пластинах плоского конденсатора создает разность потенциалов между пластинами 200В. определите электроемкость конденсатора. 1.3мкФ 2. 5мкФ 3. 0,3 мкФ 4. 0,3 мкФ

В системе СИ за единицу электроемкости принята фарада. Фарадой называется электроемкость такого проводника, которому для повышения потенциала на 1 В необходимо сообщить заряд в 1 Кл.  

В системе СИ за единицу электроемкости принимают емкость такого проводника, при сообщении которому заряда в 1 кулон его потенциал изменяется на 1 вольт.  

Из формулы (5.5) следует, что размерность электроемкости в системе единиц СГСЭ совпадает с размерностью длины, так как относительная диэлектрическая проницаемость е - величина безразмерная. Поэтому единица электроемкости в системе СГСЭ называется сантиметром. В вакууме е 1 и электроемкость шара равна его радиусу, выраженному в сантиметрах.  

За единицу электроемкости в СИ принята емкость такого проводника, у которого потенциал возрастает на 1 В при сообщении проводнику заряда 1 Кл. Эту единицу электроемкости называют фарадой: 1 Ф 1 Кл / 1 В.  

Электрическая емкость тела численно равна количеству электричества, которое следует сообщить телу для изменения его потенциала на одну единицу. В системах МКСА и СИ единицей электроемкости является фарада - электрическая емкость такого тела, в котором заряд в один кулон изменяет потенциал на один вольт.  

В частности, емкость уединенного шара зависит только от его радиуса и, как показывают расчеты и измерения, численно равна его радиусу. Так как в системе СГС радиус выражается в сантиметрах, то в системе СГС и емкость измеряют в сантиметрах. Следовательно, единицей электроемкости в системе СГС является электроемкость уединенного шара с радиусом в 1 см. Эта емкость мало отличается от пикофарады.  

В частности, емкость уединенного шара зависит только от его радиуса и, как показывают расчеты и измерения, численно равна его радиусу. Так как в системе СГС радиус выражается в сантиметрах, то в системе СГС и емкость измеряют в сантиметрах. Следовательно, единицей электроемкости в системе СГС является электроемкость уединенного шара с радиусом а I см. Эта емкость мало отличается от пикофарады.  

В частности, емкость уединенного шара зависит только от его радиуса и, как показывают расчеты и измерения, численно равна его радиусу. Так как в системе СГС радиус выражается в сантиметрах, то в системе СГС и емкость измеряют в сантиметрах. Следовательно, единицей электроемкости в системе СГС является электроемкость уединенного шара с радиусом в I см. Эта емкость мало отличается от пикофарады.  

Страницы:      1



top