Конденсатор. Накопитель заряда

1. Конденсатор

2. Накопитель заряда

3. Конденсатор

Толщина диэлектрика
должна быть небольшой
по сравнению с размерами
обкладок.
Диэлектрик
Обозначение
конденсатора в
цепи:
Обкладки

4. Конденсатор

−q
+q
A
U=
q
q
= const
U
q1 q 2
qn
=
=⋯=
U1 U2
Un
Для одного и того
же конденсатора

5. Электроёмкость

Электроёмкость обозначается буквой С
1 Кл
С= Ф =
1В
−1 Кл
+1 Кл
1В
Майкл Фарадей
1791 — 1867
q
C=
U
Типичная
электроёмкость
конденсатора:
~10−9 − 10−6 Ф

6. Энергия конденсатора

Eк = A
q = CU ⇒
A = qU
CU 2
Eк =
2
U ≠ const
A = qUср
qU
Eк =
2
CU 2
W=
2
Энергия конденсатора
равна работе
электрического поля,
совершенной при
зарядке конденсатора.
Энергия конденсатора
обозначается буквой W

7. Использование конденсаторов

• Конденсаторы могут долго
копить, но быстро отдавать
накопленную энергию.
• Конденсаторы используются
во многих типах аппаратуры.
• Каждый конденсатор должен
обладать двумя обкладками и
диэлектриком между ними

8. Конденсаторы с переменной электроёмкостью

9.

В заряд на конденсаторе составляет
При напряжении 220
220 В,
30 мкКл
мкКл. Какова электроёмкость этого конденсатора?
30
Дано:
U = 220 В
СИ
q = 30 мкКл 3 × 10−5 Кл
С−?
q = 30 × 10−6 Кл = 3 × 10−5 Кл
q
C=
U
3 × 10−5
C=
=
220
= 13,6 × 10−6 Ф = 13,6 мкФ
Ответ: 13,6 мкФ

10.

Конденсатор накопил заряд 300
300 мкКл.
мкКл Какая на это была
затрачена энергия, если ёмкость конденсатора 1 мкФ?
мкФ
СИ
Дано:
С = 1 мкФ = 1 × 10−6 Ф
q = 300 мкКл 3 × 10−4 Кл q = 300 мкКл = 300 × 10−6 Кл
С = 1 мкФ
10−6 Ф
q = 3 × 102 × 10−6 =
W−?
= 3 × 10−4 Кл
CU 2
W=
2
q
C=
U

11.

Конденсатор накопил заряд 300 мкКл. Какая на это была
затрачена энергия, если ёмкость конденсатора 1 мкФ?
3 × 10−4 2
W=
=
−6
2 × 10
q
U=
C
CU 2
W=
2
q
C ൗC
W=
2
2
q2
=
2C
9 × 10−8
−2 =
=
=
4,5
×
10
2 × 10−6
= 45 × 10−3 Дж = 45 мДж
Ответ: 45 мДж

12.

К заряженному конденсатору с электроёмкостью0,1
0,1мФ
мФ
подключили лампочку. По ней прошел ток силой20
20мА
мА, а через
22 сс лампочка погасла. Какое напряжение было изначально
между пластинами конденсатора?
Дано:
C = 0,1 мФ
I = 20 мA
СИ
10−4 Ф
0,02 А
t=2c
U−?
I = 20 мA = 20 × 10−3 А = 0,02 А
C = 0,1 мФ = 0,1 × 10−3 Ф = 10−4 Ф

13.

К заряженному конденсатору с электроёмкостью 0,1 мФ
подключили лампочку. По ней прошел ток силой 20 мА, а через
2 с лампочка погасла. Какое напряжение было изначально
между пластинами конденсатора?
Дано:
C = 0,1 мФ
I = 20 мA
t=2c
U−?
СИ
10−4 Ф
0,02 А
q
U=
C
q
I=
t
q = It
It
0,02 × 2
4В
U= =
=
0,04
×
10
C
10−4
U = 400 В
Ответ: 400 В

14. Основные выводы

Конденсатор — это устройство для накопления заряда.
Электроёмкость — это характеристика конденсатора,
равная отношению заряда на обкладках к напряжению
между ними.
q
C=
U