Электроёмкость. Конденсатор. Энергия конденсатора

1. Электроёмкость Конденсатор Энергия конденсатора

2. Цели урока:

Сформировать понятия электрической
ёмкости, единицы ёмкости;
Вычислить энергию конденсатора;
Рассмотреть различные соединения
конденсаторов

3.

1.
Вещества
1. Проводники
проводящие электрический ток, -…?
2.
Существует
2. Нет
ли электрическое поле внутри
проводника?
3. В Вольтах
3.
В4.чем
измеряется
разность потенциалов?
Свободные
электроны
4.
Металлы
проводят электрический ток, потому
5. Эквипотенциальные
что внутри них есть….
5.
Как называются поверхности равного
потенциала?

4.

+q
+q

5.

Заряд поступил одинаковый, а
потенциал разный
Накопление электрического заряда
происходит по - разному
Существует величина, которая
характеризует способность проводника
накапливать электрические заряды.

6. Электроёмкость

Электроемкость-это физическая величина,
характеризующая способность проводника
накапливать электрический заряд.
q=C ,
C
q
;

7.

8. Обозначение на электрических схемах

конденсатор постоянной ёмкости
конденсатор переменной ёмкости

9.

q
C U
q
C ;
U
1Êóëîí
1Ôàðàä
;
1Âîëüò
1Êë
1Ô
;
1Â

10.

C
0 S
d
- диэлектрическая проницаемость среды
0 - электрическая постоянная
S – площадь обкладки
d – расстояние между пластинами

11. Способы соединения

Параллельный
q q1 q2
U U1 U 2
Cîá C1 C2
Последовательный
U U1 U 2
q q1 q2
1
1
1
Cîá Ñ1 Ñ2

12. Энергия конденсатора (энергия электростатического поля)

2
2
E
q
CU
qU
W q d
2
2C
2
2

13.

14. Применение

15. Задача 1

Определите толщину диэлектрика
конденсатора, электроёмкость которого 1400
пФ, площадь покрывающих друг друга пластин
14 см2, если диэлектрик – слюда.

16.

Дано:
С=1400 пФ=1400·10-12Ф=1,4·10-9Ф;
S=14 см2 = 14·10-4 м2;
ε=6;
ε0=8,85·10-12 Ф/м
d-?
0 S
Решение:
0 S
Ô ì 2
Ñ
d
;d
ì
d
Ñ
ì Ô
8,85 10 12 6 14 10 4
5
d
5,3 10 м
9
1,4 10
Ответ : d 5,3 10 2 мм 0,053мм

17. Задача 2

Определить электроемкость Земли,
принимая ее за шар радиусом R=6400 км.

18.

Дано:
R=6400км
С=?
Решение:
q
ø k
Rø
q Rø R
q
Ñø
k q
k
C çåìëè
Ответ: С=700мкФ
6400 103 ì
700 ìêÔ
2
9 Í ì
9 10
Êë 2

19. Задача 3

Пространство между обкладками плоского
конденсатора
заполнено
двумя
слоями
диэлектрика с проницаемостями ε1 и ε2
толщиной d1 и d2 соответственно. Какова
емкость такого конденсатора, если площадь
пластин равна S.

20.

Дано:
d1;
d2;
1 ;
2 ;
S
С=?
Решение:
1 0 S 2 0 S
1
1
1
Ñ Ñ1 Ñ2
Ответ:
C
0S
Ñ1 Ñ2
d1
d2
Ñ
Ñ1 Ñ2 1 0 S 2 0 S d1 d 2
1 2
d1
d2
0S
d1
1
d2
2

21. Задача 4

Определить электроёмкость батареи
конденсаторов, если C1=0,1мкФ, С2=0,4мкФ
и С3=0,52 мкФ

22.

Дано:
С1 = 0,1 мкФ = 10-5 Ф;
C2 = 0,4 мкФ = 0,4·10-6 Ф;
С3 = 0,52 мкФ = 0,52·10-6 Ф.
Собщ - ?
Решение:
1
1 1 Ñ2 Ñ1
Ñ1 2 Ñ1 Ñ2 Ñ1 Ñ2
Ñ1 Ñ2
Ñ1 2
Ñ1 Ñ2
Ñîáù
Ñîáù
Ñ1 Ñ2
Ñ1 2 Ñ3
Ñ3
Ñ1 Ñ2
0,1 10 6 0,4 10 6
6
6
0
,
52
10
0
,
6
10
Ô
6
0,5 10
Ответ : Собщ 0,6 мкФ

23. Итоги

Что называют ёмкостью двух проводников?
Назовите единицы ёмкости.
Как зависит электроёмкость плоского
конденсатора от его геометрических
размеров?

24. Домашнее задание:

§ 97, 98, тест со стр. 326 + посмотреть
примеры решения задач из § 99.