Elektromos tér, elektrosztatikus indukció, kapacitás és kondenzátorok, villanyszerelő online magazinja

Az elektronikus mező fogalma

Nyilvánvaló, hogy az elektron terhek körüli térben az elektronmező erői cselekednek.
Számtalan kísérlet a feltöltött testeken teljesen megerősíti ezt. A feltöltött testet körülvevő tér egy elektronikus mező, amelyben az elektronikus erők hatnak.

A térerők irányát az elektronmező erővonalainak nevezzük. Ezért feltételesen hinni
az elektronikus mező erőforrások gyűjteménye.

A mező erősségei bizonyos tulajdonságokkal rendelkeznek:

A kényszercsíkok mindig pozitív töltésű testből jönnek ki, de negatívan töltik be a testet;

a feltöltött test felszínére merőleges irányban merőlegesen és merőlegesen belépnek;

a két azonos töltésű test hatalmas csíkjai úgy tűnik, hogy egymástól megtagadtak, és ellentétben a feltöltöttekkel - vonzzák őket.

Az elektronmező tápfeszültség sávjai mindig nyitva vannak, mert megszakadnak a feltöltött testek felületén. Az elektromosan feltöltött testek együtt működnek együtt: ellentétben a töltöttséggel, és ugyanazt a töltés ellenében töltik fel.

A vonzás vagy a repulzus ereje a testek vádak nagyságától és a köztük lévő távolságtól függ.

Ha a testek közötti tér nem levegő, hanem más dielektrikum, vagyis nem elektromos vezető, akkor csökken a testek közötti kölcsönhatás erőssége.

A dielektrikum tulajdonságait jellemző érték,
hányszor növekszik a díjak közötti kölcsönhatás ereje, ha adott
a dielektrikust levegővel helyettesítjük, amit egy adott dielektrikum viszonylagos permittivitásának nevezünk.

Az permittivitás:
levegőhöz és gázokhoz - 1; az ebonit esetében - 2 - 4; a csillám 5 - 8; olajhoz 2
- 5; 2 - 2,5 papír esetén; paraffinhoz - 2 - 2,6.

Ábra. 1 Két feltöltött test elektrosztatikus mezője: a - tala
ugyanazt a címet töltik fel, b - a szerveket más néven töltik fel

Ha az A vezetõ test gömbölyû, elszigetelve a környezõ tárgyaktól, mondja negatív töltésû elektronikus töltést, vagyis több elektront, ez a töltés mérsékelten kerül a bőr fölé. Ez az a helyzet tehát, hogy az elektronok, amelyek egymásra húznak, hajlamosak a bőrre lépni.

Helyezzük a B töltés nélküli testet, amely szintén el van szigetelve a környező tárgyaktól az A test területén. Ezután a B bőrön megjelenik az elektronikus töltés, míg a test felé néző oldalon
A esetén az A test (pozitív) töltésével ellentétes töltés jelenik meg, másik oldalán ugyanaz a név az A testtel (negatív) felelős. Elektron töltések, terjesztve
így a B bőrön maradnak mindaddig, amíg az A test területén nem tartózkodik. Ha a B testet kivesszük a mezőből vagy az A testet eltávolítjuk, a B bőrön keresztül történő elektronikus töltést semlegesítjük. Ez a módszer a távolról történő villamosításról szól
elektrosztatikus indukció vagy elektrifika- lás befolyással.

Ábra. 2 Az elektrosztatikus indukció jelensége

Természetesen a test egy ilyen villamosított állapotát kényszerítik és csak az A-test által létrehozott elektronmező erői hatására tartják fenn.

Ha ugyanazt tesszük, ha az A test pozitív töltésű, az emberi kéz szabad elektronjai rohanni fognak a B testre, semlegesítik a pozitív töltést, és a B testület negatív töltésű lesz.

Minél magasabb az A test elektromosizációjának mértéke, azaz minél magasabb a potenciálja, a nagyobb potenciál elektrosztatikus indukcióval elektromosan villoghat, a B. test

Így arra a következtetésre jutottunk, hogy az elektrosztatikus indukció jelensége bizonyos körülmények között lehetővé teszi a villamos energia megtakarítását a vezetőképes felületek felületén.

Elektromos tér, elektrosztatikus indukció, kapacitás és kondenzátorok, villanyszerelő online magazinja

Minden egyes testet egy bizonyos határig lehet feltölteni, vagyis bizonyos potenciálig; a potenciálnak a határon túli növekedése a test elszívását a környező légkörbe húzza. Különböző testekre különböző energiamennyiségre van szükség ahhoz, hogy az első és az azonos potenciálhoz jusson. Más szóval,
a különböző testületek különböző mennyiségű villamos energiát tartalmaznak, azaz különböző elektronikus kapacitással rendelkeznek (vagy egyszerűen kapacitással rendelkeznek).

Az elektronikus kapacitás a test azon képességére utal, hogy bizonyos mennyiségű villát tartalmazzon belül, miközben növeli saját lehetőségeit egy bizonyos értékig. Minél több a bőr, annál nagyobb az elektronikus töltés, amely befogadja ezt a testet.

Ha a test alakja egy gömb, a kapacitása közvetlenül függ a sugara a labdát.
A kapacitást faradok határozzák meg.

Farada - egy olyan test kapacitása, amely egy villanyáramot kapott egy függőben, növeli saját potenciálját egy feszültséggel.
1 farada = 1 millió mikrofarad.

Elektronikus kapacitás. vagyis a vezető testek tulajdonsága, hogy önmagában elektronikus töltést halmoz fel, széles körben használják
villamosmérnöki. Ez az eszköz az elektronikus kondenzátorok elrendezésén alapul.

Elektromos tér, elektrosztatikus indukció, kapacitás és kondenzátorok, villanyszerelő online magazinja

A kondenzátor két vaslemezből (lemezből) áll, amelyeket egymásból levegővel vagy más dielektrikumokkal (csillám, papír, stb.) Elkülönítenek.

Ha az egyik lemezről pozitív töltés van, a másik negatív,
vissza tölteni őket, akkor a lemezek díjai, kölcsönösen vonzóak lesznek
tartsa a lemezeket.
Ez lehetővé teszi, hogy a lemezekre fókuszáljon
még több villamos energiát, mintha egy távoli díjat számítana fel
másik.

Ahogy a kondenzátor képes szolgálni
olyan készülék, amely jelentős mennyiségű villamos energiát tárol a saját lemezén. Más szavakkal, a kondenzátor
elektronikus energia akkumulátor.

A kondenzátor kapacitása:

C = e S / 4 πl

ahol C a kapacitás;
e a dielektrikum permittivitása; S egy lemez cm2-ben van,
π
- változatlan szám, amely megfelel a 3.14-nek;
l a lemezek cm-ben való távolsága.

Ebből a képletből látható, hogy a kondenzátor kapacitása növekszik a lemezek területének növekedésével, és egyre növekvő távolsággal csökken.

Beszéljük meg ezt a függést. Minél nagyobb a lemezek területe, annál több energiát tud elszállítani, és amennyire kellene, és a kondenzátor kapacitása nagyobb lesz.

Elektromos tér, elektrosztatikus indukció, kapacitás és kondenzátorok, villanyszerelő online magazinja

Mivel a lemezek közötti távolság csökken, a töltetek közötti kölcsönhatás (indukció) nő, ami lehetővé teszi több lemez koncentrálását a lemezekre, és ennek megfelelően növelni kell a kondenzátor kapacitását.

Tehát, ha nagykapacitású kondenzátort szeretnénk kapni, nagy lemezeket kell venni, és elkülöníteni őket egy keskeny dielektromos réteggel.

A képlet azt is jelzi, hogy a kondenzátor kapacitása növekszik a dielektrikum dielektromos permittivitásának növelésével.

Ahogyan a kondenzátorok geometriai méreteikben azonosnak, de különböző dielektrikumokat tartalmaznak, különböző kapacitással rendelkeznek.

Ha például olyan dielektromos kondenzátort viszünk be, amelynek dielektromos állandója egyenlő az egységgel, és a lemezek közötti dielektromos permittivitást 5, akkor a kondenzátor kapacitása 5-szeresére nő.

Ezért olyan anyagok, mint a csillám, a paraffinnal impregnált papír stb., Amelyek dielektromos permittivitása sokkal nagyobb, mint a levegőé, nagy kapacitású dielektrikumokat állítanak elő.

Ennek megfelelően az alábbi típusú kondenzátorokat különböztetik meg: levegő, merev dielektromos és vízsugárzó dielektrikum.

Töltsd le és engedje le a kondenzátort. Bias Current

Kapcsolja be a kondenzátort változatlan kapacitással az áramkörben. Amikor a kapcsolót a csapra állítja a, a kondenzátort az akkumulátor áramkörébe dugják. A milliaméter nyílja az áramkör kondenzátorának bekapcsolása pillanatában eltérni fog, majd nulla lesz.

Kondenzátor egy változó áramkörben

Következésképpen egy elektronikus áram egy bizonyos irányban halad a lánc mentén. Ha most helyezzük a váltókapcsolót a 6. érintkezőre (vagyis zárjuk le a fedelet), akkor a milliaméteres tű a másik oldalra ingadozik, és nullára válik. Ahogyan kell, egy áram folyik az áramkörön, de más irányba. Elemezzük ezt a jelenséget.

Amikor a kondenzátort az akkumulátorhoz csatlakoztatták, feltöltötték, vagyis a lemezei pozitív és a többi negatív töltést kaptak. A töltés addig tartott, amíg a kondenzátor lemezek közötti potenciálkülönbség megegyezik az akkumulátor feszültségével. Egy milliaméter, amely az áramkörhöz kapcsolódik, megmutatta a kondenzátor töltőáramát, amely véget ért, mivel a kondenzátort feltöltötték.

Elektromos tér, elektrosztatikus indukció, kapacitás és kondenzátorok, villanyszerelő online magazinja

Amikor a kondenzátort leválasztották az akkumulátortól, a töltés megmaradt, és a lemezek közötti potenciálkülönbség megegyezik az akkumulátor feszültségével.

De mivel a kondenzátor zárva volt, elkezdett lemerülni, és egy kisülési áram áthaladt az áramkör mentén, de már az irányban, a töltés fordított áramát. Ez addig tartott, amíg a lehetséges különbség a
azaz mindaddig, amíg a kondenzátor
nem mentesítik.

Az alábbiak szerint, ha a kondenzátort változatlan láncolatban tartalmazzák
áram, akkor az áram csak a kondenzátor töltés pillanatában folyik az áramkörben, és a jövő áramában nincs áramkör, mert a kondenzátor dielektrikuma megszakítja az áramkört.

Ezért mondják, hogy "a kondenzátor nem halad át változatlan árammal".

A kondenzátor lemezére, kapacitására (C) és a kondenzátorra (U) feszültségre koncentrálható áram (Q) mennyisége a következő függőséggel függ össze:
Q = CU.

Ez a képlet azt jelzi, hogy minél nagyobb a kondenzátor kapacitása, annál több áramot lehet koncentrálni rá, anélkül, hogy növelné a feszültségét a lemezeken.

A feszültség állandó kapacitással történő növelése a kondenzátor által tárolt villamos energia mennyiségének növekedéséhez is vezet. De ha alkalmazzuk a kondenzátor lemezeket
egy hatalmas feszültség, akkor a kondenzátort "kiüthetjük", vagyis ennek a feszültség dielektrikájának hatására
egy helyen összeomlik, és átengedi az áramot. Ezzel a kondenzátor véget ér.
A kondenzátorok károsodásának elkerülése végett a megengedett működési mennyiség jelzi
feszültség.

A dielektrikum polarizációjának jelensége

Most elemezzük, mi történik
dielektromos töltéssel és kisüléssel
kondenzátor, és miért függ a kapacitás a dielektrikum permittivitásától?

A kérdésre adott választ az anyag szerkezetének elektromos elmélete adja.

Egy dielektrikumban, mint bármely szigetelőben, nincsenek szabad elektronok. A dielektromos atomoknál az elektronok szorosan kapcsolódnak a maghoz, ezért a kondenzátor lemezeihez alkalmazott feszültség nem okozza az elektronok irányított mozgását a dielektromos, azaz az elektronáramban, ahogy a vezetőknél történik.

De az elektronmező erőinek hatására
feltöltött elektronok, az atomok körül forgó elektronok el vannak helyezve
egy pozitív töltésű kondenzátor lemez oldalán. Úgy tűnik, hogy ez az Atom
a mező erővonalainak irányába nyújtva. Egy ilyen atomállapot
a dielektrikumot polarizáltnak nevezik, és magát a jelenséget a dielektrikum polarizációjának nevezik.

Amikor a kondenzátor lemerül, a dielektrikum polarizált állapota megsérül, vagyis a polarizáció következtében az elektronok elmozdulása a maghoz képest elveszik, és az atomok rendes, nem polarizált állapotba kerülnek. Megállapítottam, hogy egy dielektrikum jelenléte gyengíti a mezőt a kondenzátor lemezei között.

A különböző dielektrikák az első és ugyanazon elektronmező hatására különböző mértékben polarizálódnak. Minél könnyebben polarizálódik a dielektrikum, annál inkább gyengíti a mezőt. A levegő polarizációja például a mező legkevesebb gyengülését eredményezi, mint bármely más dielektrikum polarizációját.

Azonban a kondenzátor lemezei közötti mező gyengülése lehetővé teszi számukra, hogy ugyanabban a U feszültségben a villamos energiájukat Q nagyobbra koncentrálják, ami viszont a kondenzátor kapacitás növeléséhez vezet, mivel
C = Q / U.

Tehát arra a következtetésre jutottunk, hogy a dielektromos nagyobb dielektromos permittivitása, annál nagyobb a kondenzátor kapacitása, amely a saját összetételében ezt a dielektrikust tartalmazza.

Az elektronok elmozdulása a dielektromos atomokban, amint már említettük, az elektronikus mező erőinek hatása alatt a dielektrikumban, a terepi művelet első pillanatában egy elektronáramot hívunk
előfeszített áram. Ezért tehát úgy hívják, hogy a vasvezetők vezetési áramától eltérően,
Az előfeszített áram csak az atomok határain belül mozgó elektronok elmozdulásával jelenik meg.

Ennek az előfeszítő áramnak a jelenléte arra a tényre vezet, hogy a váltakozó áramforráshoz csatlakoztatott kondenzátor válik a vezetőjévé.

Kapcsolódó cikkek