1745 жылы Лейден ?аласында неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст ж?не голланд физигі Питер ван Мушенбрук тарихта е? ал?аш?ы конденсатор – «лейден банкасын» жасады.
Конденсатор деп ж??а диэлектрик ?абатымен б?лінген екі ?ткізгіштен т?ратын ж?йені айтамыз. Ол латынны? “condenso”- ?оюлату, жина?тау деген с?зінен шы??ан. Конденсатор электр энергиясын ж?не электр зарядтарын жина?тау ?шін ?олданылады. Конденсаторды? екі ?ткізгішін оны? жапсарлары деп атайды. Ол жапсарларды шамасы жа?ынан те?, та?балары жа?ынан ?арама –?арсы зарядтпен зарядтайды.Б?л ??рал ?зіміз к?ріп ж?рген телевизорларда, радио?абылда?ыштарда, магнитофонда ж?не т.б электр ??ралдарында ?олданылады.
6.Конденсатор сыйымдылы?ы диэлектрик материалыны? ?асиетіне оны? диэлектрик ?тімділігіне байланысты болады.
Конденсаторларды сырт?ы механикалы? ?серлерден ?ор?ау ?шін оларды арнайы корпустармен ?аптайды.
Конденсаторды схемада мына т?рде белгілейміз:
Халы?аралы? стандарт бойынша конденсаторларды ж?мыс істеу принциптеріне байланысты тізбекте шартты т?рде былай белгілейміз:
ГОСТ 2.728-74
бойынша белгіленуі
Сипаттамасы
Т?ра?ты сыйымдылы?ы бар конденсатор
Поляризациялан?ан конденсатор
Айнымалы сыйымдылы?ы бар конденсатор
Сипатты? та?айындалуына ?арай конденсаторларды шартты т?рде жалпы ж?не арнайы ?олданыста?ы конденсаторлар деп б?луге болады Жалпы ?олданыста?ы конденсаторлар?а ке? тара?ан т?мен вольтты конденсаторлар жатады ж?не олар ??ралдар мен аппараттарды? к?птеген т?рлерінде ?олданылады Ал ?ал?ан конденсаторларды? барлы?ы арнайы ?олданыста?ы конденсаторлар деп аталады. Олар?а жо?ар?ы вольтты, импульстік, б?гетті жой?ыш, дозиметриялы? ж?не т.б конденсаторлар жатады.
Конденсаторды? негізгі сипаттамасы оны? электрсыйымдылы?ы болып табылады. Ол конденсаторды? электрзарядын жина?тау ?абілетін к?рсетеді. Сыйымдылы?ты? аны?тамасы бойынша конденсаторды? жапсарларында?ы заряд оны? жапсарларыны? арасында?ы кернеуге тура пропорционал.
Конденсаторды? сыйымдылы?ы ?детте 1 пФ –тан ж?здеген мкФ –?а дейін, сонымен бірге сыйымдылы?ы онда?ан Ф –?а дейінгі конденсаторлар да кездеседі.
Сонымен ?атар конденсаторларды жапсарларыны? пішініне ?арай жазы?, цилиндр т?різдес, шар т?різдес ж?не т.б деп б?леді.
Егер ?ткізгіштер жазы? болса ж?не параллель орналасса, онда конденсатор жазы? деп аталады.
Аталуы
Сыйымдылы?ы
Схемасы
Жазы? конденсатор
Цилиндр т?різдес конденсатор
Шар т?різдес конденсатор
Егер конденсатор жапсарларыны? саны n болса, онда:
М?нда?ы:
С- электрсыйымдылы?ы;
- жапсарларды? арасында?ы ортаны? салыстырмалы диэлектрик ?тімділігі;
=8,85*10 -12 - диэлектрик т?ра?тысы;
d- диэлектрик ?алы?ды?ы немесе жапсарларды? ара ?ашы?ты?ы;
S- жапсарды? ауданы;
r- шар немесе цилиндр табаныны? радиусы;
q-электр заряды;
l- цилиндр ??раушысыны? ?зынды?ы.
Бейнефильм к?ру.
Конденсаторларды? жал?ануы:
Конденсаторларды тізбектей жал?ау. Конденсаторларды тізбектей жал?а?ан кезде барлы? конденсаторларда?ы заряд бірдей болады. О? q зарядты C1 конденсаторды? сол астарына орналастырса, онда о? жа?та?ы астарда индукция салдарынан теріс заряд жина?талады, ал С2 конденсаторды? сол астарына орналастырса, онда о? жа?та?ы астардында – q теріс заряд пайда болады. Тізбектей жал?ан?ан конденсаторларды? ?р?айсысында?ы заряд q-?а те?, оны былай жаза аламыз: q1=q2=q3.
Осы тізбектей жал?ан?ан ?рбір конденсаторды? кернеуі
болады. Конденсаторларды? жалпы кернеуі немесе ?рнегімен аны?талады.
Осыдан конденсатор сыйымдылы?ы
Жо?арыда айтыл?андардан, конденсаторларды тізбектей жал?ау белгілері шы?ады:
Конденсаторларды параллель жал?ау. Конденсаторларды параллель жал?а?ан кезде C1 , C2 конденсаторларыны? сол жа? астарларында?ы потенциалдар бірдей ж?не оларды? та?басы о?. Сол секілді о? жа? астарларды? да потенциалды бірдей. Демек, конденсаторларда?ы кернеу бірдей ж?не тізбекті? кернеуіне те?, я?ни
Параллель ?осу кезінде конденсаторларда жина?талатын зарядты? шамасы ?р т?рлі. Конденсаторларда?ы заряд
Конденсатор батареяларыны? толы? заряды
ж?не q=CU бол?анды?тан, C = C1 +C2. Параллель жал?ан?ан конденсаторларды? сыйымдылы?ы жекеленген конденсаторлар сыйымдылы?тарыны? ?осындысына те?. Осыдан конденсаторларды? параллель жал?ануыны? белгілері шы?ады:
Конденсатор сыйымдылы?ына ?арай ж?не схема?а ?ос?ан кезде оны? пластинасына жал?анатын кернеуге ?арай та?дап алынады. Кернеу р??сат етілген шектен артып кетсе, конденсатор диэлектригі тесіліп ?алады. Диэлектригі тесіліп ?ал?ан конденсатор жарамсыз болып ?алады. ?рбір диэлектрикті? электрлік беріктігі, тесілуге шыдамдылы? ?аблеті болады. Кейбір диэлектрикті? т?ра?ты кернеудегі электрлік беріктігі.
Диэлектрик аты. Т?ра?ты кернеулілік
Ауа 30000
Кабельдік ?а?аз 60 000- 90 000
М рамор 20 000 -30 000
Слюда 1200 000 -2000000
Парафин 150 000-500 000
Саба?ты ?орытындылай келе конденсаторлар электротехниканы? барлы? облыстарында ?олданылады деп айту?а болады.
· Конденсаторды жылдам разрядтау кезінде ?лкен ?уатты импульс алу?а болады(фото жар?ыл, импульстік лазерде).
· Конденсатор электр зарядын к?пке дейін са?тайтын бол?анды?тан электр энергиясын са?таушы ??рал ретінде ?олданады (аккумуляторлар).
Просмотр содержимого документа
«Конденсатор ??рылысыж?не т?рі»
Қызылорда политехникалық колледжі.
Физика пәнінің оқытушысы
Тұрсанова Айымхан
Конденсатордың құрылысы және түрлері.
Сабақтың мақсаты:
Білімділік: Конденсатормен таныстыру, оның электр сыйымдылығы қандай шарттарға тәуелді болатыны және оның түрлері, қолданылуы, жалғануы туралы түсініктер беру.
Дамытушылық:Жаңа электр құралмен таныстыра отырып, оқушылардың ойлау және есте сақтау қабілеттерін дамыту, ізденушілікке баулу.
Тәрбиелік:Пәнге қызығушылығын арттыру. Ұқыптылық пен жауапкершілікке баулый отырып, өзін-өзі бағалауға үйрету.
1745 жылы Лейден қаласында неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст және голланд физигі Питер ван Мушенбрук тарихта ең алғашқы конденсатор – «лейден банкасын» жасады.
Конденсатор деп жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын жүйені айтамыз. Ол латынның “condenso”- қоюлату, жинақтау деген сөзінен шыққан. Конденсатор электр энергиясын және электр зарядтарын жинақтау үшін қолданылады. Конденсатордың екі өткізгішін оның жапсарлары деп атайды. Ол жапсарларды шамасы жағынан тең, таңбалары жағынан қарама –қарсы зарядтпен зарядтайды.Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т.б электр құралдарында қолданылады.
Конденсатордын зарядты жинақтау қабілетін көрсететін физикалық шама – электрсыйымдылығымен біз алдыңғы сабақта танысқанбыз.
Өткізгіштің электр сыйымдылығы мынандай факторларға байланысты өзгереді:
1.Конденсаторлардың сыйымдылығы оның астарларының ауданына байланысты болады.
2.Конденсатор сыйымдылығы оның пластиналарының арақашықтығына байланысты болады.
3.Қатты диэлектриктің болуы жүйенің электрсыйымдылығын арттырады;
4.Диэлектриктің қалыңдығын азайтса, өткізгіштер жүйесінің сыйымдылығы артады;
5.Диэлектриктің диэлектрик өтімділігі артқанда, жүйенің электрсыйымдылығы артады;
6.Конденсатор сыйымдылығы диэлектрик материалының қасиетіне оның диэлектрик өтімділігіне байланысты болады.
Конденсаторларды сыртқы механикалық әсерлерден қорғау үшін оларды арнайы корпустармен қаптайды.
Конденсаторды схемада мына түрде белгілейміз:
Халықаралық стандарт бойынша конденсаторларды жұмыс істеу принциптеріне байланысты тізбекте шартты түрде былай белгілейміз:
ГОСТ 2.728-74
бойынша белгіленуі
Сипаттамасы
Тұрақты сыйымдылығы бар конденсатор
Поляризацияланған конденсатор
Айнымалы сыйымдылығы бар конденсатор
Сипаттық тағайындалуына қарай конденсаторларды шартты түрде жалпы және арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп бөлуге болады Жалпы қолданыстағы конденсаторларға кең тараған төмен вольтты конденсаторлар жатады және олар құралдар мен аппараттардың көптеген түрлерінде қолданылады Ал қалған конденсаторлардың барлығы арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп аталады. Оларға жоғарғы вольтты, импульстік, бөгетті жойғыш, дозиметриялық және т.б конденсаторлар жатады.
Конденсатордың негізгі сипаттамасы оның электрсыйымдылығы болып табылады. Ол конденсатордың электрзарядын жинақтау қабілетін көрсетеді. Сыйымдылықтың анықтамасы бойынша конденсатордың жапсарларындағы заряд оның жапсарларының арасындағы кернеуге тура пропорционал.
Конденсатордың сыйымдылығы әдетте 1 пФ –тан жүздеген мкФ –қа дейін, сонымен бірге сыйымдылығы ондаған Ф –қа дейінгі конденсаторлар да кездеседі.
Сонымен қатар конденсаторларды жапсарларының пішініне қарай жазық, цилиндр тәріздес, шар тәріздес және т.б деп бөледі.
Егер өткізгіштер жазық болса және параллель орналасса, онда конденсатор жазық деп аталады.
Аталуы
Сыйымдылығы
Схемасы
Жазық конденсатор
Цилиндр тәріздес конденсатор
Шар тәріздес конденсатор
Егер конденсатор жапсарларының саны n болса, онда:
Мұндағы:
С- электрсыйымдылығы;
- жапсарлардың арасындағы ортаның салыстырмалы диэлектрик өтімділігі;
=8,85*10 -12 -диэлектрик тұрақтысы;
d- диэлектрик қалыңдығы немесе жапсарлардың ара қашықтығы;
S- жапсардың ауданы;
r- шар немесе цилиндр табанының радиусы;
q-электр заряды;
l- цилиндр құраушысының ұзындығы.
Бейнефильм көру.
Конденсаторлардың жалғануы:
Конденсаторларды тізбектей жалғау. Конденсаторларды тізбектей жалғаған кезде барлық конденсаторлардағы заряд бірдей болады. Оң q зарядты C1 конденсатордың сол астарына орналастырса, онда оң жақтағы астарда индукция салдарынан теріс заряд жинақталады, ал С2 конденсатордың сол астарына орналастырса, онда оң жақтағы астардында – q теріс заряд пайда болады. Тізбектей жалғанған конденсаторлардың әрқайсысындағы заряд q-ға тең, оны былай жаза аламыз: q1=q2=q3.
Осы тізбектей жалғанған әрбір конденсатордың кернеуі
болады. Конденсаторлардың жалпы кернеуі немесе өрнегімен анықталады.
Осыдан конденсатор сыйымдылығы
Жоғарыда айтылғандардан, конденсаторларды тізбектей жалғау белгілері шығады:
Конденсаторларды параллель жалғау. Конденсаторларды параллель жалғаған кезде C1 , C2 конденсаторларының сол жақ астарларындағы потенциалдар бірдей және олардың таңбасы оң. Сол секілді оң жақ астарлардың да потенциалды бірдей. Демек, конденсаторлардағы кернеу бірдей және тізбектің кернеуіне тең, яғни
Параллель қосу кезінде конденсаторларда жинақталатын зарядтың шамасы әр түрлі. Конденсаторлардағы заряд
Конденсатор батареяларының толық заряды
және q=CU болғандықтан , C = C1 +C2 . Параллель жалғанған конденсаторлардың сыйымдылығы жекеленген конденсаторлар сыйымдылықтарының қосындысына тең . Осыдан конденсаторлардың параллель жалғануының белгілері шығады:
.
Конденсатор сыйымдылығына қарай және схемаға қосқан кезде оның пластинасына жалғанатын кернеуге қарай таңдап алынады. Кернеу рұқсат етілген шектен артып кетсе, конденсатор диэлектригі тесіліп қалады. Диэлектригі тесіліп қалған конденсатор жарамсыз болып қалады. Әрбір диэлектриктің электрлік беріктігі, тесілуге шыдамдылық қаблеті болады. Кейбір диэлектриктің тұрақты кернеудегі электрлік беріктігі.
Диэлектрик аты. Тұрақты кернеулілік
Ауа 30000
Кабельдік қағаз 60 000- 90 000
М рамор 20 000 -30 000
Слюда 1200 000 -2000000Парафин 150 000-500 000Сабақты қорытындылай келе конденсаторлар электротехниканың барлық облыстарында қолданылады деп айтуға болады.
Конденсаторды жылдам разрядтау кезінде үлкен қуатты импульс алуға болады(фото жарқыл, импульстік лазерде).
Конденсатор электр зарядын көпке дейін сақтайтын болғандықтан электр энергиясын сақтаушы құрал ретінде қолданады (аккумуляторлар).
Өндірістік электротехникада реактивті қуатты толықтыру үшін қолданылады.
Конденсаторлар көп заряд жинақтай алатындықтан жапсарларындағы кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.
Сыйымдылығының өзгерісіне байланысты өлшеуіш түрлендіргіштер жасалады және т.б салаларда кең қолданыс тапқан.
Слайд.Есептер:
Тізбектей жалғанған С1= 2 мкФ, С2= 4 мкФ, С3= 8мкФ болатын конденсаторлардың жалпы сыйымдылығын тап.
2 Қатарлас жалғанған С1= 4 мкФ, С2= 3 мкФ, С3= 6мкФ болатын конденсаторлардың жалпы сыйымдылығын тап.
V. Cабақты бекіту.
Тақтада есеп шығару.
Оқушыларды бағалау.
VI.Үйге тапсырма.
Бүгінгі тақырыпты оқып келу, есепті аяқтау. 17- жаттығу. Реферат «Конденсаторлардың түрлері және қолданылуы»
VII.Бағалау.
Түсiнiктеме сөздiк
Вольт – кернеу өлшем бiрлiгi.
Диэлектриктер (немесе изоляторлар) – электр тогын өткiзбейтiн заттар.
Конденсатор – әр аттас зарядталған модульдары бойынша тең және диэлектриктiң жұқақабатымен бөлiнген екi өткiзгiштен тұратын жүйе.
Кулон – электр зарядының бiрлiгi.
Өткiзгiштер – электр өрiсiнiң әсерiнен орынауыстыруға қабiлеттi зарядталған бөлшектерi бар зат.
Фарада – электр сыйымдылықтың өлшем бiрлiгi.
Электр заряды (электр мөлшерi) q – дененiң немесе бөлшектiң электромагниттiк өзара әсерлесуге түсу қасиетiн сипаттайтын және бұндай әсерлесудiң қарқындылығын анықтайтын шама.
Электродинамика – электромагниттiк өрiс табиғатының заңдылықтарымен қасиеттерi туралы ғылым.
Электр сыйымдылық – екi өткiзгiштiң электр зарядтарын ұстап қалу қабiлетiн сипаттайтын шама.
- жапсарлардың арасындағы ортаның салыстырмалы диэлектрик өтімділігі; 
=8,85*10 -12 
- диэлектрик тұрақтысы;
немесе 
өрнегімен анықталады. 
.
