Физикалық практикум.Конденсатордың электрсыйымдылығын анықтау.11сыныпЖ

Сабақтың

тақырыбы

Конденсатордың электр сыйымдылығын анықтау.

Сабақтың нөмері

№4

Мақсатты

Конденсаторлардың жұмысы құрылысы, жұмысы туралы ілімді меңгеру.

Қысқаша

Тезист конспект

Конденсатордың сыйымдылығын анықтау.

Құрал жабдықтар: милиампетрметр , конденсатор, вольтметр, реостат, тоқ көзі (36 в.).

Жұмысты орындалу тәртібі:

1.Электірлік тізбекті схема бойынша қосу:

2.а) реостат қозғалтқышын «min» қою.

б) 1-ші конденсаторды қосу.

в) тізбекті ( 36В) тоқ көзіне қосу

г) реостат қозғалтқышымен R кедергінің әр түрлі мәндерін бере отырып, оған сәйкес кернеудің зффектифті мәндерін таблицаға жазу  ( вольт- метрлік көрсеткіш) тоқ күші   ( милиамперметрлік көр- сеткіш) 20 бөліктен бастап 6-7 өлшем алу керек.

д) Әрбір конденсатордың сыйымдылығын мына формула бойынша есептеп шығарамыз.
 

е) Орта мәнді және сенімдік қашықтығын тауып, кестеге жазу. Ақырғы нәтижесі С=  түрінде жазу.

3. 1-ші конденсаторды 2-ші конденсатормен алмастырып, пунктің а,б,в,г,д,е бөлімдерін қайта орындау.

4. Конденсаторды тізбектей қосып, 2-ші пунктің а,б,в,г,д,е бөлімдерін қайта орындау.
5. Конденсаторды параллель қосып, 2-ші пунктің а,б,в,г,д,е бөлімдерін қайта орындау.
 Вольтметрдің бір бөлігіндегі кернеуі.

Милиамперметрдің бір бөлігіндегі тоқ күші.

1.Өткізгіштің сыйымдылығы дегеніміз- конденсатор пластиналары арасындағы заряд пен потенциалдар айырмасының пропорционалдық коэффициенті.

2. Конденсатор. Конденсаторды бір-біріне жақын орналасқан өткізгіштен жасайды. Сыртқы денелер конденсатордың сыйымдылығына әсер етпеу үшін астарына , ондағы жинақталған зарядтар туғызатын өріс толығымен конден сатордың ішінде шоғырланатындай пішін беру керек. Бұл шартты бір-біріне қатысты жақын орналасқан екі өткізгіш пластина. Екі коаксиалды өткізгіш цилиндр және екі концентрлі сфералар қанағаттандырады.

3. Сыйымдылықтың шамасы конденсатордың геометриясына , сондай-ақ астарлардың арасын толтыратын ортаның диэлектрик қасиеттерімен анықталады.

Жазық конденсатор сыйымдылығы : 

Цилиндрлік конденсатордың сыйымдылығы: 

Сфералық конденсатордың сыйымдылығы: 

4.Кернеу. Сыйымдылық -конденсатордың басты сипаттамасы болып табыла- ды. Конденсаторлардың сыйымдылығы дегеніміз- q зарядқа пропорционал және астарлардың арасындағы потециалдар айырмасына кері пропорционал физикалық шама:
  –потенциалдар айырымы немесе берілген нүктелер арасын -дағы кернеу деп аталады. Бұл өлшем сан мәні жағынан бірлік оң зарядтардың электростатикалық және бөгде күштердің жұмысна тен. Бұны біз кернеу деп атаймыз.
Ток.

А) Тұрақты тоқ ағады, егер конденсатор үнемі тоқты зарядтап тұрса. Коднедсатордағы заряд уақыт өткен сайын өзгеріп отырады. Лездік зарядтың мәні: q= ,осыдан конденсатордағы тоқ былай болады:

–конденсатордағы тоқтың лездік мәні.

Б) Тоқтың амплетудалық мәні: , осыдан  -сыйымдылық кедергісін тоқ пен кернеудің эфектілік мәні арқылы өрнектеуге болады:  , осыдан 

5. Шамалары жағынан бірдей, бағыты тұрақты сигма беттік тығыздықпен зарядталған екі параллель жазықтың жеке-жеке туғызатын өрістерінің суперпозициясы қосындысы ретінде табуға болады:

6. Зарядталған конденсатор энегиясы:

7.Конденсаторларды энергетикалық өндірістерде, тұрмыстық затарда қолданады, себебі конденсаторлар өздеріне зарядтарды жинайды.

8.Конденсатордың энергиясын   оның астарларының арасындағы электрлік өрісін сипаттайтын шамамен өрнектеуге болады. Мұны жазық конденсатор үшін   жасаймыз. Конденсатордың энергиясына конденсатор сыйымдылығының өрнегін қойсақ, онда:

 Электр өрісінің кернеулігі   . Sd көбейтіндісі өрістің алып тұрған V көлемі. Сөйтіп электр өрісінің көлемдік энергия тығыздығы:

9. Электр сыйымдылығы дегеніміз өткізгіштің бойындағы заряд шамасының , сол зарядқа қатынасына тең тұрақты шама.Бұл шама өткізгіштің өз бойына электр зарятарын жинай алу қабілетін сипаттайды.

 [C]=

10. Жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын жүйе конденсатор деп аталады.

11. Жазық конденсатор

Шар тәрізді конденсатор

Цилиндрлік конденсатор

Сфералық конденсатор

12. Конденсатор бар тізбекте тұрақты ток жүре алмайды.Себебі, бұл жағдайда іс жүзінде тізбек ажыратулы тұрады,өйткені конденсатор астарлары диэлектрикпен бөлінген.Ал айнымалы ток конденсаторы бар тізбектен ағып өте алады.Себебі, егер конденсатор астарларын айнымалы э.қ.к көзіне қоссақ,онда олар үздіксіз зарядталып тұрады да, тізбекте үнемі айнымалы ток жүріп тұрады.

Конденсатордағы айнымалы кернеу:

Конденсатор заряды q болса, конденсатор ток күшінің мәні: 

Ток күшінің амплитудасы:  ,конденсатордың айнымалы кедергісі 

13. Әр аттас зарядталған екі параллель жазықтардың сыйымдылығы:
 ,   ,   , 

14. Зарядталған конденсатор энергиясы:
 ,   , 

15. Коденсаторлар заряд жинау үшін, батареяларда қолданылады.
16.Біртекті электр өрісі энергиясының көлемдік тығыздығы дегеніміз бірлік көлемде жинақталған өріс энергиясымен өлшенетін шама.
  , , V=Sd

Сілтемелер

https://kopilkaurokov.ru/fizika/uroki/kondiensatordyn_eliektr_syiymdylyg_yn_anyk_tau

https://bilimland.kz/kk/courses/physics-kk

https://daryn.online/course/40-fyzyka-11-synyp/chapter

физика оқулығы 11 – сынып

Тапсырмалар

Кері байланыс

1. Сыйымдылығы С₁=1 мкФ, С₂=2 мкФ, С₃=3 мкФ болатын үш конденсатор бар.Олардан қандай ең максималь сыйымдылық алуға болады?

2. Конденсатор ауданы 200 см²-ге тең екі пластинадан тұрады. Ол пластиналардың арасында қалыңдығы 0,1см болатын слюда бар. Конденсатор сыйымдылығын табу керек?

3. Сыйымдылықтары бірдей (С₁= С₂=2 мкФ) екі конденсатор бір біріне тізбектей жалғанған. Осы конденсаторлар батареясын 100 В-қа дейін зарядтау үшін қанша заряд керек?