Конденсатор. Электрическая емкость конденсатора. Применение конденсаторов

Конденсатор – двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Электрическая ёмкость конденсаторов характеризует количество электрической энергии, которую он способен запасти. Электрическая энергия в конденсаторах накапливается в виде электронов. Чем больше электронов способен уместить в себе конденсатор, тем больше его ёмкость, и наоборот.

Примеры конденсаторов.

В радиотехнике, в автоматизации производственных процессов, в вычислительной технике и т.д. используется свойство накапливать и сохранять заряд.

 

 

Электрический ток, условия его существования. Сила тока.

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц.

Условия, необходимые для существования тока:

1) Наличие свободных заряженных частиц

2) Наличие электрического поля для упорядоченного движения этих частиц

3) Замкнутая электрическая цепь

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего через некоторую поверхность за время, к величине этого промежутка времени: в качестве рассматриваемой поверхности часто используется поперечное сечение проводника.

I=q/t [A]

 

Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Напряжение.

Закон Ома для участка цепи:

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

I=U/R

Сопротивление – мера противодействия проводника установлению в нём электрического тока.

R=p*l/S [Ом]

p – удельное сопротивление

l – длина проводника

S – площадь поперечного сечения

Напряжение равно отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку.

U=A/q

 

Работа и мощность постоянного тока.

Работа – физическая величина, равная произведению модуля вектора силы на модуль вектора перемещения и на косинус угла между этими векторами.

А=Fs*cosα [Дж]

α>90, то А<0

α<90, то А>0

А=0, если: угол между F иS =90

Fне действует, тело движется

Fдействует, тело покоится

Работа силы: F↑↑S → A>0

F↑↓S → A<0

Мощность равна отношению работы к промежутку времени в течении которого совершена работа.

N=A/t [Вт]

 

Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.

Электродвижущая сила.

ε=А_ст/q,А_ст – работа сторонних сил

Любые не электростатические силы, действующие на заряженные частицы, принято называть сторонними силами.

Таким образом, на заряды внутри источника, помимо кулонских, действуют сторонние силы и осуществляют перенос заряженных частиц против кулонских сил.

Закон Ома для полной цепи.

I=ε/R+r

I – сила тока [А]

ε – ЭДК – электродвижущая сила источника тока [В]

R – сопротивление нагрузки [Ом]

r – внутреннеесопротивление источника тока [Ом]

Сила тока прямо пропорционально ЭДК и обратно пропорционально сумме электрического сопротивления внешнего и внутреннего.

Короткое замыкание:

При коротком замыкании R=0 сила тока.

I_кз=ε/r

Электрический ток в металлах

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электрического поля. При протекании тока по металлическими проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.

Носителями заряда в металлах являются электроны.

 

Электрический ток в жидкостях.

Электрический ток в жидкостях – это направленное движение положительных ионов к катоду, а отрицательных – к аноду.

Электрическая диссоциация – распад молекул электронов наиона под действием электрического поля.

Электролиз – это процесс выделения на электроде вещества в процессе окислительно-восстановительной реакции.

 

Электрический ток в полупроводниках. Виды проводимости полупроводников.

Полупроводники – твёрдые вещества, проводимость которых зависит от внешних условий.

При нагревании или освещении некоторые электроны приобретают возможность свободно перемещаться внутри кристалла, так что при приложении электрического поля возникает направленное перемещение электронов.

Виды проводимости полупроводников:

1) Собственная проводимость – проводимость чистых полупроводников.

2) Примесная проводимость – проводимость полупроводников при наличии примесей. Виды примесей: донорная и акцепторная.

 

Электрический ток в газах.

В обычных условиях газ – диэлектрик.

Процесс протекания электрического тока через газ называется газовым разрядом.

При ионизации газов возникают заряженные частицы – положительные ионы и электроны.

Ионизация газов происходит при нагревании или облучении ультрафиолетом, рентгеновскими или гамма – лучами.

 

Электрический ток в вакууме.

Электрический ток в вакууме невозможен, так как возможное количество ионизированных молекул не может обеспечить электропроводность.

Создать электрический ток в вакууме можно, если использовать источник заряженных частиц.