Как изменится напряжение на обкладках

Что будет если конденсатор отключить от источника напряжения

Плоский конденсатор отключили от источника тока, а затем уменьшили расстояние между его пластинами. Как изменили при этом заряд на обкладках конденсатора, электроемкость конденсатора и напряжение на его обкладках? (Краевыми эффектами пренебречь, считая пластины конденсатора большими. Диэлектрическую проницаемость воздуха принять равной 1.)

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Заряд конденсатора

Электроёмкость

Напряжение на обкладках

Поскольку конденсатор отключен от источника, при изменении расстояния между пластинами заряд конденсатора никак не изменяется. Электроемкость плоского конденсатора обратно пропорциональна расстоянию между пластинами: Следовательно, уменьшение расстояния между обкладками конденсатора приводит к увеличению его электроемкости. Наконец, напряжение на обкладках связано с зарядом конденсатора и его емкостью соотношением Таким образом, напряжение уменьшается.

Что будет если конденсатор отключить от источника напряжения

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Заряд конденсатора

Электроёмкость

Напряжение на обкладках

Действия с конденсатором

9. Емкость плоского конденсатора С₁ = 10 -10 Ф. Диэлектрик – фарфор. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U₁ = 600 В и отключили от источника. Какую работу необходимо совершить, чтобы вынуть диэлектрик из конденсатора? Трением пренебречь.

Если конденсатор отключили от источника, то напряжение уменьшается, но остается q = const.Энергия конденсатора: Т.к. q=const, то необходимо использовать формулу . А_внеш. = W₂ – W₁

Если конденсатор остается подключенным к источнику, то q ≠ const, а

U = const = q₁/C₁ = q₂/C₂и W = ½ (CU 2 ).

10.Плоский конденсатор электроемкостью 4нФ подсоединен к источнику напряжения 10 В. Затем, не отключая конденсатор от источника, расстояние между его обкладками увеличили в 2 раза.

Читайте также: Как правильно проверить напряжение с генератора

1) Найти, во сколько раз изменились следующие величины: а) электроемкость конденсатора, б) заряд на его обкладках, в) напряжение на конденсаторе, г) поверхностная плотность заряда, д) напряженность электростатического поля, е) поток Е через пластину конденсатора,

ж) электрическая индукция D, з) плотность энергии электрического поля в конденсаторе,

и) энергия конденсатора.

2) Рассчитать работу, затраченную на изменение расстояния между обкладками.

3) Найти заряд, прошедший через источник.

1) а) если С₁ = 4 нФ, то

в) Т.к. конденсатор от источника не отключается, то U₂ = U₁ = U =10 B, но изменяется заряд:

г) → σ₂ / σ₁ = ½. д) Е₂ / Е₁ = ½.

и)Когда U = const, то W = ½CU 2 ,

2) Работа внешних сил, затраченная на изменение расстояние между обкладками, рассчитывается как изменение энергии конденсатора:

3) Найдем заряд, прошедший через источник:

Что будет если конденсатор отключить от источника напряжения

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Заряд конденсатора

Электроёмкость

Напряжение на обкладках

№ 765. Во сколько раз изменится энергия поля заряженного конденсатора, если пространство между пластинами конденсатора заполнить маслом? Рассмотреть случаи: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источник

№ 765. Во сколько раз изменится энергия поля заряженного конденсатора, если пространство между пластинами конденсатора заполнить маслом? Рассмотреть случаи: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения. Ответ объяснить, пользуясь законом сохранения энергии.

а) Конденсатор отключен от источника напряжения.

Таким образом, энергия поля заряженного конденсатора после заполнения пространства между его пластинами маслом уменьшится в ε = 2,5 раза за счет того, что часть энергии расходуется на поляризацию диэлектрика.

Читайте также: Реле напряжения 110 вольт постоянного тока

б) Конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения.

Таким образом, энергия поля конденсатора увеличится в ε = 2,5 раза. Энергия пополняется за счет источника напряжения.

Решебник по физике за 10, 11 класс (А.П. Рымкевич, 2001 год),
задача №765
к главе «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА. ГЛАВА VII. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. 35. Электроемкость конденсатора. Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля».

Задача 8

Между обкладками плоского воздушного конденсатора, имеющими площадь S = 1800 см 2 и напряжение U = 1 кВ, расстояние l составляет 0,5 см. Определить напряженность электрического поля и заряд конденсатора. Как изменятся эти величины, если конденсатор отключить от источника напряжения, а пространство между обкладками заполнить парафином (ε=2)?

Напряженность электрического поля плоского конденсатора определяется отношением напряжения к расстоянию между обкладками:

Для определения заряда найдем емкость конденсатора по формуле:

После отключения конденсатора от источника напряжения заряд Q сохраняется неизменным и в том случае, если воздух, как диэлектрик между пластинами, заменить парафином. При этом предполагается, что утечки заряда нет.

Емкость конденсатора с парафином будет уже другой, так как в формулу вместо ε должна быть подставлена величина ε_а = ε ε

При этом же заряде Q и увеличении емкости напряжение между обкладками уменьшиться:

Напряженность поля также уменьшится:

Вывод. При замене диэлектрика заряд конденсатора, отключенного от источника напряжения, сохраняется неизменным; напряжение между обкладками и напряженность поля изменяются обратно пропорционально относительной диэлектрической проницаемости.

Решим эту задачу при условии, что конденсатор остается подключенным к источнику напряжения.

Если конденсатор после замены диэлектрика остается подключенным к источнику напряжения, то напряженность поля при любом диэлектрике остается неизменной (геометрические размеры конденсатора также не изменялись):

Изменение емкости конденсатора (в данном случае увеличение в два раза) приведет к увеличению заряда в два раза:

Подробнее о процессах зарядки и разрядки конденсатора

Основной характеристикой конденсатора является его электрическая ёмкость С .

Под ёмкостью конденсатора понимается его способность накопить на своих обкладках и удержать на них электрический заряд.

Чем больший электрический заряд соберёт на себе конденсатор, тем больший заряд при разряде он отдаст во внешнюю электрическую цепь.

Ёмкость плоского конденсатора тем больше, чем больше площадь его пластин, чем меньше расстояние между ними и чем больше диэлектрическая проницаемость диэлектрика между его обкладками (объяснение дано в Занятии 53 ):

Читайте также: Постоянного тока напряжением 3000 в

На практике конденсатор заряжают, присоединив его обкладки к полюсам источника постоянного напряжения.

Как происходит процесс зарядки конденсатора?

До зарядки каждая обкладка конденсатора имела одинаково е количество положительных и отрицательных зарядов, то есть не была заряжена.

Чтобы зарядить конденсатор надо, чтобы какое-то количество свободных электронов перешло с одной обкладки на другую. Поэтому обкладки и получают одинаковые по модулю, но противоположные по знаку заряды.

Эту роль выполняет источник постоянного напряжения.

Обкладка конденсатора, соединённая с положительным полюсом источника напряжения, получает заряд

а обкладка соединённая с отрицательным полюсом источника получает такой же по модулю отрицательный заряд

Источни к перемещает свободные электроны по внешней цепи (по проводам).

Это направленное движение электронов в проводах от «минуса» источника к «плюсу» есть электрический ток .

Этот ток называется «зарядным током» (заряжает конденсатор). Продолжительность зарядки конденсатора зависит от его ёмкости и внутреннего сопротивления источника напряжения.

Зарядный ток протекает (конденсатор заряжается) до тех пор , пока напряжение на конденсаторе (разность потенциалов между его обкладками) не станет равной ЭДС (электродвижущей силе) источника.

С увеличением напряжения на конденсаторе зарядный ток уменьшается.

При полной зарядке конденсатора (при равенстве напряжения и ЭДС источника) зарядный ток становится равным нулю, и дальше напряжение на конденсаторе остаётся постоянным.

Величина заряда на обкладке равна произведению ёмкости конденсатора на напряжение между его обкладками:

Если заряженный конденсатор отключить от источника и присоединить его к внешней цепи, то конденсатор станет разряжаться .

Электроны по проводам , отталкиваясь от отрицательно заряженной обкладки, станут двигаться к положительно заряженной обкладке конденсатора — по внешней цепи потечёт » разрядный ток».

Если во внешней цепи есть электрическая лампочка, то на короткое время будет наблюдаться вспышка света, что указывает на разрядный ток.

Процесс разрядки конденсатора идёт до тех пор, пока потенциалы обкладок не сравняются (пока напряжение между обкладками не станет равным нулю).

Про работу источника постоянного напряжения (или тока) будет идти речь далее в теме «Постоянный ток».

Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Сообщите друзьям о существовании этого канала.

Предыдущая запись : Нахождение заряда и напряжения на каждом конденсаторе при их последовательном соединении.

Следующая запись: Последовательное и параллельное соединения конденсаторов.

Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1 .

Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45 .

Как изменится напряжение между пластинами конденсатора соединенного с источником

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ.

Как изменятся напряженность электрического поля, напряжение и энергия заряженного плоского воздушного конденсатора при увеличении расстояния между пластинами в два раза?

1. Если конденсатор заряжен до напряжения U и отключен от источника тока, то при раздвижении пластин неизменной величиной является электрический заряд q на его пластинах. При увеличении расстояния d между пластинами электроемкость конденсатора

уменьшается в два раза. Поэтому напряжение увеличивается в два раза.

Напряженность Е поля между пластинами

при одинаковом увеличении напряжения U и расстояния d остается постоянной.

Энергия конденсатора равна

Так как заряд q постоянен, а электроемкость С уменьшается в два раза, то энергия увеличивается в два раза. Увеличение энергии в два раза происходит за счет работы внешних сил, совершаемой при раздвижении пластин конденсатора.

2. Если конденсатор подключен к источнику тока, напряжение между его пластинами при их раздвигании остается постоянным. Напряженность поля при постоянном напряжении U и увеличении в два раза расстояния d уменьшается в два раза.

Энергия конденсатора равна

При постоянном напряжении U и уменьшении в два раза электроемкости C энергия уменьшается в два раза. Уменьшение энергии заряженного конденсатора происходит потому, что с уменьшением электроемкости при раздвигании пластин электрический заряд на его пластинах убывает в два раза, т.е. конденсатор разряжается.

Физика (стр. 8 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Работа электрического тока

Мощность электрического тока

Вектор магнитной индукции

Энергия магнитного поля

85. Найдите разность потенциалов между точками А и В, если три любых конденсатора в схеме имеют одинаковую емкость, а четвертый – в два раза большую и ЭДС батареи e =6 В?

Конденсаторы 1 и2 соединены последовательно, следовательно, q1=q2. Учитывая, что С1=С2, получим Dj1=Dj2=e/2=3B, потенциал точки А относительно точки О равен 3 В.

Конденсаторы 3 и 4 также соединены последовательно, следовательно, q3 =q4. Учитывая, что С3 =2С4, получаем Dj3¹Dj4, но Dj3+Dj4=e. Так как Dj3=q3 /C1 и Dj4=q4 /2C1, то откуда то есть потенциал точки В относительно О равен 2 В. Тогда jA-jB=3-2=1B.

86. Напряжение между двумя горизонтально расположенными пластинами 600 В. В поле этих пластин находится в равновесии заряженная пылинка массой 3×10-8 г. Расстояние между пластинами 10 см. Определите заряд пылинки.

Условие равновесия пылинки mg =Fэ, где Fэ — сила, действующая на заряженную частицу со стороны электрического поля Fэ=q×E, напряженность электрического поля Е=U/d. Следовательно,

87. Конденсатор емкостью 1 мФ при напряжении 1 кВ применяется для импульсной сварки. Найдите среднюю полную мощность заряда, если он длится 10-6с, КПД установки 2%.

Коэффициент полезного действия находится по формуле откуда Затраченная работа определяется энергией конденсатора Таким образом,

88. Чему равна емкость батареи конденсаторов, если емкость каждого конденсатора 2 мкФ?

По схеме, эквивалентной данной, видно, что конденсаторы включены параллельно, следовательно, емкость такой батареи вычисляется по формуле С =С1 +С2 +С3 , С=3С1=6 мкФ.

89. Чтобы перенести заряд 0,3 мКл с одной обкладки конденсатора емкостью 60 мкФ на другую, надо затратить 20 Дж. Какой заряд находится на каждой обкладке?

Работа по перемещению электрического заряда между точками с разностью потенциалов Dj вычисляется по формуле А =q×Dj, откуда Dj=A/q. С другой стороны, разность потенциалов конденсатора связана с емкостью конденсатора С и зарядом q0 на одной обкладке конденсатора Dj=q0/C. Таким образом, q0/C =A/q. Следовательно,

90. Как изменится электростатическая энергия заряженного конденсатора, если к нему параллельно присоединить такой же конденсатор, но незаряженный?

Энергия заряженного и отключенного от источника конденсатора

вычисляется по формуле При параллельном подключении незаряженного конденсатора такой же емкости заряд первого конденсатора уменьшится в 2 раза. Следовательно, его энергия уменьшится в 4 раза.

Читайте также: При работе источника питания в режиме короткого замыкания напряжение

91. Как изменится напряжение на обкладках заряженного конденсатора, если к нему параллельно присоединить незаряженный конденсатор такой же емкости?

При параллельном подключении к конденсатору емкости С второго конденсатора такой же емкости заряд на первом конденсаторе уменьшится в 2 раза. Тогда напряжение в соответствии с формулой U =q/C уменьшится в 2 раза.

92. Найдите заряд на обкладках конденсатора С=1мкФ, если e= 2,2В, r=1 Ом, R1 =R2=10 Ом.

Так как в цепь включен источник постоянного тока, то через сопротивление R1 и конденсатор ток не идет. Следовательно, напряжение на конденсаторе будет равно напряжению между точками А и В, которое можно найти по формуле

UAB =I×R2. В соответствии с законом Ома для замкнутой цепи Заряд на обкладках конденсатора найдем по формуле

93. Как изменится энергия конденсатора, если удвоить расстояние между его обкладками? Конденсатор отключен от источника напряжения.

На обкладках конденсатора, отключенного от источника напряжения, заряд не изменяется (q =const). Энергия конденсатора зависит от емкости С и, следовательно, от расстояние между обкладками d, так как Таким образом, при увеличении расстояния d между обкладками конденсатора в 2 раза, энергия увеличится в 2 раза.

94. Как изменится энергия конденсатора, соединенного с источником, если уменьшить расстояние между его обкладками вдвое?

Энергия конденсатора, соединенного с источником напряжения, где емкость Следовательно, При уменьшении d в 2 раза энергия конденсатора увеличится в 2 раза.

95. Во сколько раз изменится энергия заряженного и отсоединенного от источника напряжения конденсатора, если пространство между обкладками заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью e =3?

Энергия заряженного и отсоединенного от источника напряжения

конденсатора где Следовательно, При заполнении пространства между обкладками диэлектриком с e=3 энергия конденсатора уменьшится в 3 раза.

96. Как изменится запасенная конденсатором энергия, если пространство между обкладками заполнить диэлектриком с e =5? Конденсатор соединен с источником напряжения.

Напряжение на обкладках конденсатора, соединенного с источником напряжения, не изменяется (U =const).Энергия, запасенная конденсатором, зависит от емкости и, следовательно, от диэлектрической проницаемости e, так как то Следовательно, при заполнении пространства между обкладками диэлектриком c e =5 энергия его увеличится в 5 раз.

97. Три одинаковых конденсатора подключены к батарее. Во сколько раз энергия, запасенная в конденсаторах при параллельном их соединении, больше энергии при последовательном их соединении?

Энергия батареи конденсаторов, подключенных к источнику напряжения, где U =const, C –емкость батареи. При параллельном соединении трех конденсаторов одинаковой емкости емкость батареи С1 =3С0, энергия при последовательном соединении Следовательно, при параллельном соединении энергия батареи конденсаторов будет в 9 раз больше, чем при их последовательном соединении.

Физика (стр. 5 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9

Конденсаторы 1 и2 соединены последовательно, следовательно, q 1= q 2. Учитывая, что С1=С2, получим D j 1 = D j 2 = e / 2 = 3 B , потенциал точки А относительно точки О равен 3 В.

Конденсаторы 3 и 4 также соединены последовательно, следовательно, q 3 = q 4. Учитывая, что С3 =2С4, получаем D j 3 ¹ D j 4, но D j 3 + D j 4 = e . Так как D j 3 = q 3 / C 1 и D j 4 = q 4 / 2 C 1, то откуда то есть потенциал точки В относительно О равен 2 В. Тогда j A — j B = 3 — 2 = 1 B .

86. Напряжение между двумя горизонтально расположенными пластинами 600 В. В поле этих пластин находится в равновесии заряженная пылинка массой 3 × 10-8 г. Расстояние между пластинами 10 см. Определите заряд пылинки.

Условие равновесия пылинки mg = F э , где F э — сила, действующая на заряженную частицу со стороны электрического поля F э = q × E , напряженность электрического поля Е= U / d . Следовательно,

Читайте также: Регулирование напряжения электрических цепей

88. Чему равна емкость батареи конденсаторов, если емкость каждого конденсатора 2 мкФ?

Работа по перемещению электрического заряда между точками с разностью потенциалов D j вычисляется по формуле А = q × D j , откуда D j = A / q. С другой стороны, разность потенциалов конденсатора связана с емкостью конденсатора С и зарядом q 0 на одной обкладке конденсатора D j = q 0 / C . Таким образом, q 0 / C = A / q . Следовательно,

Энергия заряженного и отключенного от источника конденсатора

92. Найдите заряд на обкладках конденсатора С=1мкФ, если e = 2,2В, r =1 Ом, R 1 = R 2 =10 Ом.

Так как в цепь включен источник постоянного тока, то через сопротивление R 1 и конденсатор ток не идет. Следовательно, напряжение на конденсаторе будет равно напряжению между точками А и В, которое можно найти по формуле

UAB = I × R 2 . В соответствии с законом Ома для замкнутой цепи Заряд на обкладках конденсатора найдем по формуле

На обкладках конденсатора, отключенного от источника напряжения, заряд не изменяется ( q = const ). Энергия конденсатора зависит от емкости С и, следовательно, от расстояние между обкладками d , так как Таким образом, при увеличении расстояния d между обкладками конденсатора в 2 раза, энергия увеличится в 2 раза.

Энергия конденсатора, соединенного с источником напряжения, где емкость С ледовательно, При уменьшении d в 2 раза энергия конденсатора увеличится в 2 раза.

Энергия заряженного и отсоединенного от источника напряжения

конденсатора где Следовательно, При заполнении пространства между обкладками диэлектриком с e =3 энергия конденсатора уменьшится в 3 раза.

Напряжение на обкладках конденсатора, соединенного с источником напряжения, не изменяется ( U = const ).Энергия, запасенная конденсатором, зависит от емкости и, следовательно, от диэлектрической проницаемости e , так как то Следовательно, при заполнени и пространства между обкладками диэлектриком c e =5 энергия его увеличится в 5 раз.

Энергия батареи конденсаторов, подключенных к источнику напряжения, где U = const , C –емкость батареи. При параллельном соединении трех конденсаторов одинаковой емкости емкость батареи С1 =3С0, энергия при последовательном соединении Следовательно, при параллельном соединении энергия батареи конденсаторов будет в 9 раз больше, чем при их последовательном соединении.

98. Металлический шар радиусом R 1 =2см, заряженный до потенциала j 1 =2 В, окружают сферической концентрической оболочкой радиуса R 2 =4см. Чему будет равен потенциал j шара, если оболочку заземлить?

Потенциал шара (т. А) создается зарядом q 0 на шаре и зарядом q сферической оболочки, Потенциал сферической поверхности (т. В) также создается зарядом q 0 (но на расстоянии R 2 от центра шара) и зарядом q Этот потенциал равен потенциалу земли, следовательно, равен нулю j n =0, откуда Таким образом, потенциал шара

Читайте также: Стабилизатор напряжения регулировка выходного напряжения

99. В плоский конденсатор с расстоянием между пластинами d и площадью S вставили, не касаясь пластин, проводник толщиной d /2 и площадью S . Как изменится емкость конденсатора?

Емкость конденсатора определяется формулой В результате

введения между пластинами проводника мы получили два конденсатора, соединенных последовательно, первый с расстоянием

между пластинами d 1 = d /2 и емкостью второй с d » 0 и емкостью С2 = ¥ . Следовательно, их общая емкость С находится по формуле . Таким образом, т. е. емкость конденсатора увеличится в 2 раза.

100. Два одинаковых плоских конденсатора емкости С соединены параллельно и заряжены до напряжения U =10 B . Пластины одного из конденсаторов разводят на очень большое расстояние. Найдите разность потенциалов на втором конденсаторе.

Емкость батареи конденсаторов при параллельном соединении равна С1=2С, следовательно, суммарный заряд на них можно найти q = C 1 U =2 CU . После разведения пластин одного конденсатора на очень большое расстояние (его емкость станет равна 0, и q =С U =0) весь заряд сосредоточится на втором конденсаторе, следовательно,

101. Шарик массой m и зарядом q 1 перемещается к неподвижному закрепленному шарику с зарядом q 2 со скоростью на бесконечности V . Как изменится минимальное расстояние между шариками, если скорость V увеличить в 2 раза?

Расстояние между двумя шариками, заряженными зарядами одного знака, будет минимальным, когда кинетическая энергия первого шарика полностью перейдет в потенциальную энергию их электрического взаимодействия (конечная скорость равна нулю). Следовательно, при увеличении начальной скорости в 2 раза минимальное расстояние, на которое сближаются шарики, уменьшится в 4 раза.

102. Вектора электрического поля в рассматриваемой точке от двух зарядов заданы с помощью проекций: Е1х=2В/м, Е2х=2В/м, Е1у=-5В/м, Е2у=2В/м. Найдите модуль результирующего поля.

По принципу суперпозиции полей проекция результирующего вектора напряженности на ось ОХ Ех=Ех1+Ех2=4В/м, на ось ОУ Еу=Еу1 +Еу2=-3В/м. Следовательно, модуль результирующего вектора напряженности найдется по формуле

103. Как изменится сила кулоновского взаимодействия между двумя одинаковыми небольшими проводящими заряженными шариками, находящимися на расстоянии R друг от друга, имеющие заряды + 2 q и –6 q , если их привести в соприкосновение, а затем раздвинуть на прежнее расстояние?

Сила взаимодействия между двумя зарядами 2 q и –6 q определяется

по закону Кулона Если шары привести в соприкосновение, их общий заряд будет q 0 = q 1 + q 2 , q 0 = -4 q . Если шары раздвинуть, то каждый шар будет иметь заряд Тогда сила взаимодействия между шарами будет равна Следовательно, т. е. сила взаимодействия уменьшится в 3 раза.

104. Дан равносторонний треугольник, в двух вершинах которого находятся одинаковые по величине точечные заряды + q и – q . Чему равен потенциал электрического поля в третьей вершине? Сторона треугольника равна а.

Потенциал поля в третьей точке, создаваемый зарядом + q создаваемый зарядом – q По принципу суперпозиции потенциал j = j 1 + j 2 = 0 .

105. Каков заряд всех электронов в куске меди массой m =32 г? Атомная масса меди М=64 × 1 0-3 кг/моль, заряд электрона ½ ` е ½ =1,6 × 10-19 Кл, порядковый номер Cu в таблице Менделеева – 29. (ответ округлите до первого знака после запятой), NA = 6,02 × 1023 моль-1.

В куске меди массой m содержится атомов, в каждом атоме меди содержится число электронов равное порядковому номеру ( ZCu =29 ) . Таким образом, число электронов в куске массой m Следовательно, заряд всех электронов будет равен т. е.

106. Даны две параллельные бесконечные металлические плоскости, заряженные с поверхностными плотностями зарядов +2 s и — s . Чему равна разность потенциалов между ними, если расстояние между ними d ?

Напряженность поля, создаваемая первой заряженной плоскостью, напряженность поля, создаваемая второй заряженной плоскостью Так как заряды пластин разноименные, то векторы ` E 1 и ` E 2 будут направлены в сторону отрицательной плоскости и по принципу суперпозиции Е=Е1 +Е2, Тогда разность потенциалов между плоскостями найдем по формуле

Напряжение
Реле
Трансформатор

Что такое рекуперация на электровозе
Чем отличается электровоз от тепловоза
Чем глушитель отличается от резонатора
Стойки стабилизатора как определить неисправность
Стабилизатор поперечной устойчивости как работает

Закон изменения напряжения на обкладках конденсатора

Существует множество типов конденсаторов различной формы и внутреннего устройства. Рассмотрим самый простой и принципиальный — плоский конденсатор. Плоский конденсатор состоит из двух параллельных пластин проводника (обкладок), электрически изолированных друг от друга воздухом, или специальным диэлектрическим материалом (например бумага, стекло или слюда).

Закон изменения напряжения на обкладках конденсатора

Все темы данного раздела:

Электрический ток. Электрическое поле Электрический ток – это упорядоченное движение электрических зарядов. Для возникновения электрического тока необходимо (рис. 3.1): 1) наличие свободных зарядов;
ЭДС источника электрической энергии. Напряжение ЭДС источника электрической энергии численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда с отрицательного к положительному источнику полюса, т.

Постоянные и мгновенные значения тока, напряжения и ЭДС Так как ток, напряжение, ЭДС могут быть постоянными и переменными, то для отражения этого факта используют различные обозначения. Мгновенные значения тока, напряжения, ЭДС принято обознача

Идеализированные элементы электрической цепи Таблица 5.1 Идеализированные элементы электрической цепи № Название идеализированного элемента Графическое изображение Буквен

Читайте также: Как проверить электродвигатель мультиметром: обзор 5 конструкций двигателей переменного тока с фото

Характеристики переменного тока Для однозначного описания процессов в электрической цепи необходимо знать не только значение величин, но и направление этих величин. За направление тока принято движение по

Второй закон Кирхгофа Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре численно равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре:

Метод векторных диаграмм Этот метод используется для лучшего понимания и наглядности представления процесса, изменяющегося по гармоническому закону. Суть метода: переменные величины

Действующее значение переменного тока. Связь между током и напряжением в элементах электрической цепи тока Действующее значение переменного тока равно такому значению постоянного тока, которое за время, равное периоду переменного тока, выделяет в том же сопротивлении такое же количество

Активное сопротивление Пусть имеется цепь переменного тока (рис. 7.3).

Индуктивность Рис. 7.5. Электрическая цепь c индукт

Емкость Рис. 7.7. Электрическая цепь с емкостью

Мощность цепи переменного тока Из определения разности потенциалов следует, что работа электрического поля по перемещению положительного заряда из точки А с потенциалом

Трехфазные электрические цепи Электрическая цепь, в которой действует одна ЭДС, называется однофазной. Многофазные электрические цепи – это цепи, в которых имеются несколько ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относитель

Принцип действия синхронного генератора При вращении ротора, его магнитное поле пересекает витки статора и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС, смещенные относительно друг друга по фазе на 120° (рис. 10.1). &nb

Связь линейного напряжения с фазным Допустим, что рассматривается симметричная трехфазная система, т.е.

Связь линейного и фазного тока Рассмотрим часть приведенной схемы (рис.10.4), относящейся к фазе А. Из рисунка следует, что IАФ=IА. Аналогично IВФ= IВ, IСФ= IС

Мощность в трехфазных цепях переменного тока Активная мощность трехфазного симметричного приемника электрической энергии состоит из трех составляющих

Принцип действия трансформатора При подключении первичной обмотки на напряжение u1в обмотке возникает переменный ток i1, который создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф1. Этот магнитный

Коэффициент трансформации трансформатора Из теории трансформаторов следует, что U1 ≈ E1. Поделим выражения (11.2) на (11.3):

Читайте также: Аттестация по электробезопасности в Ростехнадзоре на 5 группу допуска

Саморегулирование магнитного потока трансформатором При эксплуатации трансформатора в системах электроснабжения выполняется следующие условия : ƒ = const, U1 = const. Отклонение напряжения

Трехфазные силовые трансформаторы Подразделяются: · на групповые; · трехстержневые. Групповые трансформаторы – это трансформаторы с отдельным для каждой фазы сердечником (рис .11.3).

Энергетическая диаграмма трансформатора Рассмотрим однофазный двухобмоточный трансформатор.

Зависимость коэффициента полезного действия от нагрузки Для описания этой зависимости вводится понятие – коэффициента загрузки трансформатора, который определяется по формуле

Электрические машины Электрические машины – это электротехнические устройства, предназначенные для преобразования электрической энергии в механическую (двигатель), или механической в электрическую (генератор).

Устройство машин переменного тока Из законов Ампера и Фарадея следует, что в основу принципа действия любой электрической машины упрощенно могут быть положены эти законы. Из них следует, что в любой электрической машине должна быть

Электрические машины переменного тока К электрическим машинам переменного тока относятся синхронные и асинхронные машины. Синхронные машины – это электрические машины, в которых вращающееся магнитное поле статора и ротор

Конструктивное исполнение электрических машин переменного тока Статор электрических машин переменного тока несет на себе двух- или трехфазную обмотку, которая подключается соответственно к двух- или трехфазной сети переменного тока. Назначение

Конструкция роторов электрических машин переменного тока Отличаются электрические машины переменного тока в основном конструкцией исполнения ротора. Роторы синхронных машин выполняются из электротехнической стали и подразделяются

Роторы асинхронных машин Короткозамкнутый ротор набирается из пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга. В пазах находится обмотка. Если выполнить сечение перпендикулярно к оси ротора, то получается сле

Принцип действия асинхронного двигателя При подключении обмотки статора к сети переменного тока в статоре практически мгновенно возникает вращающееся магнитное поле.

Однофазный асинхронный двигатель Рассмотрим электрическую схему однофазного асинхронного двигателя с одной обмоткой на статоре. Однофазный асинхронный двигатель – это асинхронный двигатель, подключенный к однофазной сети переменно

Электрические машины постоянного тока Машина постоянного тока – это электротехническое устройство представляющее собой, объединенные в единую конструкцию синхронную машину (СМ) и коммутатор (К). Коммутатор – элемент электричес

Принцип действия генератора постоянного тока При вращении якоря со скоростью ω от какого-либо внешнего устройства в проводниках по закону электромагнитной индукции наводится ЭДС, а так как обмотка замкнута на нагрузку, то по ней течет то

Машины постоянного тока Вентильный генератор постоянного тока Принцип действия. При вращении индуктора в проводниках обмотки якоря по зако

Читайте также: Что такое тензодатчик, типы тензометрических датчиков, схема подключения и их применение

ЭДС обмотки якоря Число полюсов индуктора равно четырем. Вводится р – число пар полюсов. Для этого статора р = 2, а 2р = 4;

Регулирование скорости двигателя постоянного тока 1. Уравнение баланса напряжений в цепи якоря (см. (17.10) имеет вид Ея = Uс – Iя(Rд + Rп + Rя), (18.1) При работе

Якорный способ Пусть UС меняется следующим образом: (уменьшаем напряжение), так как при

Полюсное регулирование Пусть Ф изменяется согласно неравенству ФНОМ > Ф1 > Ф2. из уравнения следует, что при уменьшении Ф, коэффициенты А и В увеличиваются, а IП=const. Т

Реостатное регулирование Пусть RД изменяется следующим образом: RД НАЧ

Измерительные трансформаторы тока и напряжения Измерительные трансформаторы тока и напряжения используются для преобразования и передачи электрических сигналов из первичной (силовой) цепи во вторичную (слаботочную) цепь. В результате цепи перви

Трансформатора тока Трансформатор тока (рис. 19.1) состоит из сердечника, выполненного из высококачественной листовой электротехнической стали, первичной обмотки с числом витков W1, вторично

Особенности эксплуатации трансформаторов тока Известно, что у силовых трансформаторов существует свойство саморегулирования магнитного потока сердечника Фс (рис. 19.2), иначе можно записать Фс = Ф1 – Ф

Измерительные трансформаторы напряжения Трансформаторы напряжения применяются для питания обмотки вольтметра и реле в устройствах переменного тока при напряжении U ≥ 380В. Трансформатор напряжения состоит из сердечн

Системы электроснабжения. Определения, терминология Электроустановками – называются электрические машины, линии и вспомогательное оборудование (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенные для прои

Принцип построения систем электроснабжения Построение систем электроснабжения осуществляется по ряду основных принципов. Эти принципы можно сгруппировать, или сформулировать следующим образом: 1. Максимальное приближение источника

Основные термины и понятия в области энергосбережения Энергосбережение – это: 1) подъем производства; 2) увеличение доходов населения; 3) охрана окружающей среды. В Рос

Основные мероприятия и принципы энергосбережения 1. Энергетическая паспортизация всех предприятии независимо от форм собственности. Наличие энергетического паспорта позволяет сократить затраты на оплату энергоресурсов практически

При энергосбережении Стоимость энергоресурсов складывается на предприятии из платы за электрическую, тепловую энергию и топлива прямого использования. В ряде случаев сюда относят сжатый воздух, пар и т.

Уравнение Максвелла. Вихревое электрическое поле Из закона Фарадея: , (23.1) следует, что изменение

Ток смещения 3. Всякое изменение электрического поля вызывает появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля. 4. Так как источником магнитного поля является электрический ток, то перемен

Особенности тока смещения Рассмотрим электрическую цепь переменного тока: Рис. 23.1 — Элект

Напряженность электрического поля внутри конденсатора , (24.5) где

Компенсация реактивной мощности Вопрос о компенсации реактивной мощности является одним из основных вопросов, решаемых как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации систем промышленного электроснабжения, и включае

Цели и задачи дисциплины Данная дисциплина призвана подтвердить правильность выбора студентами своей будущей профессии, пробудить интерес к изучению других дисциплин связанных с электричеством, электротехникой, электроэнер

Рекомендуется для удобства работы распечатать этот материал Для подготовки к сдаче экзамена и зачета необходимо: 1. Уметь ответить на контрольные вопросы, (см. файл «Контрольные вопросы»). Для подготовки ответов на контрольные вопр

Рекомендации для сдачи зачета и экзамена Для стимулирования систематической работы студентов в течении семестра обучение на 1 курсе проводится по модульно-рейтинговой системе. Основные моменты такой методики изложены в д

СЕМЕСТР 1 неделя рубежного контроля 12-17 октября: Практическая работа (дополнительная) (2,4 балла) а) посе

СЕМЕСТР 1 неделя рубежного контроля 15-20 марта: Практическая работа (дополнительная) (2,4 балла)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10 1. Саморегулирование магнитного потока трансформатора. (Л.12 фор.11.15 стр.41,см.также фор. 11.1-11.11 стр.39-40) 2. Определение напряженности электрического поля. Потенциал элект

Читайте также: Кабель АСБ: расшифровка, конструкция, технические характеристики

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 25 1. Связь между током и напряжением на индуктивности. (Л.7 рис.7.5-7.6 фор.7.19-7.27 стр.24-25,знать 2-ой закон Кирхгофа Л.6 фор.6.2 рис.6.3 стр.17-18, закон Фарадея Л.13 фор. 12.7-12.9) 2.

Технические средства обучения и контроля 5.1.1 Использование учебных плакатов. Плакаты: 1. Электрическое сопротивление. 2. Последовательное соединение резистора и конденсатора. 3. Последовательное соединение рез

Заряд конденсатора. Ток

По своему предназначению конденсатор напоминает батарейку, однако все же он сильно отличается по принципу работы, максимальной емкости, а также скорости зарядки/разрядки.

Рассмотрим принцип работы плоского конденсатора. Если подключить к нему источник питания, на одной пластине проводника начнут собираться отрицательно заряженные частицы в виде электронов, на другой – положительно заряженные частицы в виде ионов. Поскольку между обкладками находиться диэлектрик, заряженные частицы не могут «перескочить» на противоположную сторону конденсатора. Тем не менее, электроны передвигаются от источника питания — до пластины конденсатора. Поэтому в цепи идет электрический ток.

В самом начале включения конденсатора в цепь, на его обкладках больше всего свободного места. Следовательно, начальный ток в этот момент встречает меньше всего сопротивления и является максимальным. По мере заполнения конденсатора заряженными частицами ток постепенно падает, пока не закончится свободное место на обкладках и ток совсем не прекратится.

Время между состояниями «пустого» конденсатора с максимальным значением тока, и «полного» конденсатора с минимальным значением тока (т.е. его отсутствием), называют переходным периодом заряда конденсатора.

Процессы зарядки и разрядки конденсаторов.

С устройством мы разобрались, теперь разберемся, что произойдет, если подключить к конденсатору источник постоянного тока. На принципиальных электрических схемах конденсатор обозначают следующим образом:

Итак, мы подключили обкладки конденсатора к полюсам источника постоянного тока. Что же будет происходить?

Свободные электроны с первой обкладки конденсатора устремятся к положительному полюсу источника. Из-за этого на обкладке возникнет недостаток отрицательно заряженных частиц, и она станет положительно заряженной. В то же время электроны с отрицательного полюса источника тока переместятся ко второй обкладке конденсатора. В результате чего на ней возникнет избыток электронов, соответственно, обкладка станет отрицательно заряженной. Таким образом, на обкладках конденсатора образуются заряды разного знака (как раз этот случай мы и рассматривали в первой части статьи), что приводит к появлению электрического поля, которое создаст между пластинами конденсатора определенную разность потенциалов. Процесс зарядки будет продолжаться до тех пор, пока эта разность потенциалов не станет равна напряжению источника тока. После этого процесс зарядки закончится, и перемещение электронов по цепи прекратится.

При отключении от источника конденсатор может на протяжении длительного времени сохранять накопленные заряды. Соответственно, заряженный конденсатор является источником электрической энергии, это означает, что он может отдавать энергию во внешнюю цепь. Давайте создадим простейшую цепь, просто соединив обкладки конденсатора друг с другом:

В данном случае по цепи начнет протекать ток разряда конденсатора, а электроны начнут перемещаться с отрицательно заряженной обкладки к положительной. В результате напряжение на конденсаторе (разность потенциалов между обкладками) начнет уменьшаться. Этот процесс завершится в тот момент, когда заряды пластин конденсаторов станут равны друг другу, соответственно электрическое поле между обкладками пропадет и по цепи перестанет протекать ток. Вот так и происходит разряд конденсатора, в результате которого он отдает во внешнюю цепь всю накопленную энергию.

Как видите, здесь нет ничего сложного

источники:

https://plastep.ru/chto-budet-esli-kondensator-otklyuchit-ot-istochnika-napryazheniya/

https://plastep.ru/kak-izmenitsya-napryazhenie-mezhdu-plastinami-kondensatora-soedinennogo-s-istochnikom/

https://crosna-electra.ru/novichku/izmenenie-napryazheniya-na-kondensatore.html