Πυκνωτές

Ρόλος και χρήση πυκνωτή Ο πυκνωτής είναι αποθήκη ηλεκτρικού φορτίου και ενέργειας. Χρησιμοποιείται, γι αυτό το ρόλο, σε: φλας φωτογραφικών μηχανών, τροφοδοτικά,

Ρόλος και χρήση πυκνωτή κυκλώματα συντονισμού ραδιοφώνου ή τηλεόρασης και γενικά αποτελεί αναντικατάστατο στοιχείο των ηλεκτρονικών συσκευών.

Πρώτοι πυκνωτές Φιάλη Leyden

Ορισμός και μεγέθη πυκνωτή Πυκνωτής: είναι ένα ζεύγος αγωγών που διαχωρίζονται από μονωτικό υλικό και μπορούν να φέρουν ίσα και ετερώνυμα ηλεκτρικά φορτία +Q και -Q. Οπλισμοί πυκνωτή: το ζεύγος αγωγών

Ορισμός και μεγέθη πυκνωτή Φορτίο Q πυκνωτή: ΙQI Τάση V πυκνωτή: V = V+ - V- όπου V+ και V- τα δυναμικά του θετικά και του αρνητικά φορτισμένου αγωγού αντίστοιχα.

Φόρτιση πυκνωτή 1ος τρόπος Φόρτιση με επαφή του ενός οπλισμού με φορτισμένο αγωγό Ο άλλος οπλισμός φορτίζεται εξ’ επαγωγής με ίσο και ετερώνυμο ηλεκτρικό φορτίο.

Φόρτιση πυκνωτή 2ος τρόπος: Φόρτιση με πηγή http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/capacitor/index.html Η φόρτιση πυκνωτή με πηγή σταματά όταν πρακτικά εξισωθεί η τάση του πυκνωτή με την τάση της πηγής.

Χωρητικότητα πυκνωτή Ποιο είναι το διάγραμμα Q-V ενός πυκνωτή; Ερώτηση

Χωρητικότητα πυκνωτή Tα μεγέθη Q και V είναι ανάλογα, δηλ. Το πηλίκο Q / V ονομάζουμε χωρητικότητα C του πυκνωτή, δηλ. Μονάδα: (S.I.) 1 F = 1 C/V Αλλά συνήθως χρησιμοποιούνται (γιατί;): 1 mF = 10-3 F 1 μF = 10-6 F 1 nF = 10-9 F

Χωρητικότητα πυκνωτή Ερώτηση: Τι εκφράζει η χωρητικότητα ενός πυκνωτή; Την ικανότητά του αποθήκευσης φορτίων, δηλ. το πόσο φορτίο σε C μπορεί να αποθηκεύσει ανά Volt. Παράδειγμα: Χωρητικότητα πυκνωτή C=5 μF σημαίνει ότι μπορεί να αποθηκεύσει φορτίο ως 5 μC/V. Γιατί δεν μπορεί να αποθηκεύσει παραπάνω, π.χ. 6 μC/V;

Χωρητικότητα πυκνωτή Ερώτηση: Από τι εξαρτάται η χωρητικότητα ενός πυκνωτή; Εξαρτάται από το φορτίο Q ή τη τάση του V; OXI! Εξαρτάται από: 1. Γεωμετρικά χαρακτηριστικά (σχήμα και μέγεθος) οπλισμών) 2. Απόσταση οπλισμών και 3. Διηλεκτρικό μεταξύ οπλισμών.

Χωρητικότητα πυκνωτή Επίπεδος πυκνωτής: Χωρητικότητα C επίπεδου πυκνωτή: όπου: S: το εμβαδόν της επιφάνειας ενός οπλισμού, : η απόσταση των οπλισμών και ε: σταθερή, που ονομάζεται: σχετική διηλεκτρική σταθερή του μέσου, σε σχέση με κενό ή αέρα. Είναι καθαρός αριθμός. Για κενό ή αέρα: ε = 1 ε0 : σταθερή, που εξαρτάται από τις μονάδες.

Ενέργεια πυκνωτή Όταν ένας πυκνωτής φορτίζεται αποθηκεύει ενέργεια Ερώτηση Γιατί απέκτησε ενέργεια ο πυκνωτής κατά τη φόρτισή του; Κατά τη φόρτιση του ενός οπλισμού συσσωρεύονται φορτία πάνω στα ήδη υπάρχοντα και απαιτείται ενέργεια για αυτό λόγω των απωστικών δυνάμεων μεταξύ των φορτίων. Αναλογία: Το τέντωμα ενός ελατηρίου.

Ενέργεια πυκνωτή Ερώτηση Πώς υπολογίζουμε την ενέργεια U ενός φορτισμένου πυκνωτή;

Σχέση έντασης και διαφοράς δυναμικού σε ομογενές ηλεκτροστατικό πεδίο Σε ομογενές πεδίο ισχύει: ή σύντομα: Μια άλλη μονάδα έντασης : (S.I.) 1 V/m

Απόδειξη (1) (2) Αλλά οπότε η (1) Ισχύει: (3) Από (2) και (3)  Κατά την μετακίνηση θετικού φορτίου q από το Α στο Β το έργο W της δύναμης του πεδίου είναι: (1) (2) Αλλά οπότε η (1) Ισχύει: (3) Από (2) και (3) 

Από τον τύπο: παράγεται μια άλλη μονάδα έντασης ηλεκτρικού πεδίου στο (S.I.) : 1 V/m

Για το σπίτι Μελέτη: Βιβλίο: σ. 31-34, (τη σελίδα 35 απλή ανάγνωση) Ιντερνετ: http://electronics.howstuffworks.com/capacitor.htm Ερωτήσεις: 42-44, 46-48 Προβλήματα: 32-33, 36-37, 39, 41, 43, 45

Φυσικός πυκνωτής http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/lightning/index.html