Энергия заряженного конденсатора план урока

Обновлено: 04.07.2024

Цель: Создать условия для деятельности школьников по изучению первичному закреплению понятий “энергия заряженного конденсатора”, “плотность энергии электрического поля”, формул , .

Образовательные: Содействовать актуализации личностного смысла учащихся к изучению темы.

Воспитательные: Способствовать воспитанию ответственности перед партнерами за выполнение задания

Развивающие: развитие интересов и способностей обучающихся на основе передачи им знаний и опыта познавательной и творческой деятельности

Тип урока: изучение нового материала

Форма: групповая, фронтальная, индивидуальная

Методы: беседа, анализ домашней работы, наблюдение, самостоятельная работа

Оборудование и материалы: рабочие карты урока, баратея конденсаторов демонстрационная, выпрямитель универсальный, вольтметр демонстрационный с дополнительным сопротивлением 33 кОм, панелька с четырьмя лампами накаливания – 3,5В и 0,28 А, переключатель однополюсный демонстрационный, провода соединительные.

Основ-ные этапы урока

Проверка готовности обучающихся к уроку

Психологическая настроенность на работу на уроке

Сообщает тему урока, задает наводящие вопросы

Участвуют в определении общих целей урока и плана его проведения

Актуали-зация знаний, проверка д/з.

Устанавливает правильность, полноту и осознанность выполнения домашнего задания всеми учащими. Способствует актуализации личностного смысла учащихся к изучению темы

Выполняют задание 1 рабочей карты

Анализируют решения домашних задач, устраняют недочеты,

Индивидуальная, групповая, контроля, проблемная технология

Изучение нового материала

Организует групповую деятельность учащихся по выполнению задания 2 рабочей карты

Организует деятельность по выполнению заданий 4-6 рабочей карты урока

Выполняют в группах задание 1 рабочей карты

Выполняют в группах задания 4-6 рабочей карты урока

Групповая, использование аналогии, деятельностного метода обучения

Первич-ная проверка новых знаний

Устанавливает правильность и осознанность учащимися изученного материала

Выступают с отчетами “лидеры” групп. Участники групп дополняют выступающих

Интерактивная технология, дебаты

Закрепле-ние и примене-ние изу-ченного

Организует деятельность школьников над заданиями 7-8 рабочей карты, обеспечивает контроль за их выполнением

Выполняют задания 6-7 рабочей карты

Информа-ция о д/з

Организует инструктаж по выполнению д/з

Записывают д/з в дневник

Подведе-ние итогов занятия

Дает качественную оценку работы класса, групп, и отдельных учащихся, выставляет бальные оценки

Оценивают работу групп

Оценивают свое эмоциональное состояние и свою деятельность на уроке

Рабочая карта урока

по теме “Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля ”

Ответьте на предложенные вопросы:

В распоряжении радиолюбителя имеются два конденсатора одинаковой емкости. Как нужно соединить эти конденсаторы, чтобы получилась удвоенная емкость? Емкость, уменьшенная в два раза?

В установках для улавливания пыли пропускают воздух через металлические трубы, по оси которых протягиваются металлическая поволока. Проволока соединяется с минусом, а труба – с плюсом генератора, подающего напряжение в несколько десятков тысяч вольт. Как будут вести себя пылинки: а) незаряженные? б) заряженные положительно или отрицательно?

Выясните суть понятия “энергия заряженного конденсатора” (изучите первых два абзаца §12 на с.48 учебного пособия ).

Решите следующую задачу. Какую работу надо совершить, чтобы сжать пружину на x=5см, если для сжатия ее на x1=1см требуется сила F=200H?

Зная, что энергия конденсатора определяется работой затраченной на его зарядку, определим формулу энергии конденсатора, используя аналогию между работой по зарядке конденсатора и работой по сжатию пружины. Для этого изучите и дополните следующую таблицу.

Соответствия между механическими и электрическими

величинами в процессах зарядки конденсатора и сжатия пружины

Величина, обратная электроемкости. 1/С

Удлинение пружины x

Заряд конденсатора q

Работа по сжатию недеформированной пружины (определяется изменением потенциальной энергии пружины)

Энергия заряженного конденсатора ……

Выясните суть понятия “плотность энергии электрического поля” (изучите последние три абзаца на с. 49 учебного пособия). Сделайте необходимые пометки.

Запишите максимальное количество различных вариантов формулы для энергии заряженного конденсатора, используя следующие величины: q, C, U, S, d, ε, ε0 ,E.

Решите две задачи на выбор из следующего списка 158,162,172,183, 185 (Сборник вопросов и задач по физике-10, Жилко)

Рабочая карта урока

по теме “Энергия заряженного конденсатора. Энергия электрического поля ”

Ответьте на предложенные вопросы:

Соответствия между механическими и электрическими

величинами в процессах зарядки конденсатора и сжатия пружины

Величина, обратная электроемкости. 1/С

Удлинение пружины x

Заряд конденсатора q

Работа по сжатию недеформированной пружины (определяется изменением потенциальной энергии пружины)

Энергия заряженного конденсатора ……

Решите две задачи на выбор из следующего списка 158,162,172,183, 185 (Сборник вопросов и задач по физике-10, Жилко)

Полезно? Поделись с другими:

Если Вы являетесь автором этой работы и хотите отредактировать, либо удалить ее с сайта - свяжитесь, пожалуйста, с нами.

Посмотрите также:

Учебно-методические пособия и материалы для учителей, 2015-2022
Все материалы взяты из открытых источников сети Интернет. Все права принадлежат авторам материалов.
По вопросам работы сайта обращайтесь на почту [email protected]

энергии электриче ского п оля, их основ ными характе ристиками.

2.Научить у чащихся решать зад ачи по д анной теме, по дготовка к ЕГЭ.

3.Показать практ ическу ю значимость да нного материала.

3.Как измерить р азность потенц иалов между дву мя проводн иками?

4.Почему диэлектрик осла бляет электростатич еское поле ?

5. Какой опыт доказ ывает отсу тствие электриче ского поля в нутри

Темой нашего се годняш него у рока является «Конденсаторы. Энергия

Вода может храниться в ведре, а с по мощью чего можн о накапливать и

сохранять электрическу ю энергию? Исходя из темы, вы , наверное,

догадались, чт о это у стройство называе тся конденсато ром (слайд 2) .

Немного истории. В тысяча семьсот сорок пятом году в Лейдене

голландский физик Питер Ван Мушенбрук совместно с немецким коллегой

создали первый накопитель энергии и назвали его лейденс кой банкой (слайд

это устройство, п редназнач енное для на копления за ряда и энерги и

Рассмотрим подробнее его устройство . Просте йший п лоский конденсатор

состоит из двух одинаковых параллельных пластин (называем ых

обкладками), находящихся на малом расстояни и друг от друга и

разделенных слое м диэлектрика. На пластины от источни ка питания

подаются заряды одинак овые по модул ю, но противоположные по з наку.

Таким о бразом , между пласт инами возн икает разн ость потенциалов. Все

электрическое пол е сосредот очено внутри конденсатора и однородно.

Существу ет огромный природный конденсатор. Облако и Земля - это

разноименные обкладки конденсат ора. Молния - разря д к онденсатора. Под

зарядом кон денсатора п онимают а бсолютное значение одной из обкладок

Присутствие конденсат ора в радиотехническом или электротехн ическом

устройстве можно узнать по обозначениям. Даны обозн ачения конденсатора

Выясним, что является основной характеристикой конденсатора. Э то

электрическая емкость (электр оемкость), которая обоз начается бу квой С.

Электроемкость - это фи зическая величина, характеризующая способность

двух проводников накапливать электрический заряд. Единица

электроемкост и в системе СИ названа в честь великог о ученого Майкла

Фарадея и называется фарад . Электроемкость двух проводников равна

возникает разность по тенциал ов один вольт. Один фарад - это очень большая

величина, поэт ому на практ ике используют мкФ , нФ, пФ. (слайд 7 )

Рассмотрим , как характеристи ки конде нсатора выгля дят на языке ф орму л.

Электроемкость дву х прово дников – это отноше ние заряда пров одника к

Но электроемкость не зависит ни от сообщенног о проводникам заряда, ни от

возникающей между ними разности потенциалов. Емкость конденсато ра

определяется геометричес кими размерами проводн иков, формой,

расположени ем и , конечн о, диэлект рической пр оницаемостью среды.

Чтобы заряд ить конденсат ор, ну жно совершить работу по разделен ию

положительн ых и отрицательных зарядов. Соглас но зако ну сохр анения

энергии эта работа равна энергии конденсатора, котору ю можно определить

На следу ющем слайде вы в идите различные в иды кон денсаторов (слайд 10 ).

Все разнообразие конденсаторов мож но разделить на два типа: по виду

диэлектрика конденсаторы бывают вакуумные, возд у шные, бумажные,

стеклянные, эл ектролитическ ие и други е ( слайд 11 )

А вот по возм ожности изменять емкость - это конденсаторы постоянной и

переменной емкости, обозначения ко торых на сх емах вам было п редставлен о

Для получения ну жной электр оемкости конденсаторы можно сое динять в

батареи, используя после довательн ый и параллельный способ, как в сл учае с

резисторами. Рас смотрим параллельный спосо б со единения ко нденсаторов.

Учебные цели: сформировать представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятия конденсатора, электроемкости плоского конденсатора, энергии заряженного конденсатора; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

Рассмотрена на заседании

От ____________ 2016 г.

КОМБИНИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Специальность 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)

Разработчик – преподаватель Вашурина Т. В.

Примерная хронокарта занятия

Приложение №1 Контроль знаний по предыдущей теме

Приложение №2 Задания для закрепления и систематизации новых знаний

Приложение №3 Задания для предварительного контроля знаний

Приложение №4 Контролирующий материал

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов

Список использованных источников

Выписка из рабочей программы

для специальности Сестринское дело

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены)

Объем часов

Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора

Содержание учебного материала

Понятия: конденсатор, электроемкость конденсатора. Виды и применение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора.

Самостоятельная работа обучающихся

МЕТОДИЧЕСКИЙ ЛИСТ

Тип занятия: комбинированный урок.

Вид занятия: беседа, объяснение с демонстрацией наглядных пособий, решение задач.

Продолжительность: 90 минут.

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ

Развивающие цели: развивать интерес к будущей профессии, понимание сущности и социальной значимости (ОК 1), способствовать формированию умения решать физические задачи.

Воспитательные цели: способствовать развитию коммуникативных способностей; создать условия для развития скорости восприятия и переработки информации, культуры речи; формировать умение работать в коллективе и команде (ОК 6).

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный с использованием информационных технологий, репродуктивный.

Место проведения: аудитория колледжа.

На данное занятие отводится 2 учебных часа. Во время комбинированного занятия проводится актуализация знаний в форме устного опроса, с целью проверки остаточных знаний, которые необходимых при изучении нового материала; непосредственное изучение нового материала; первичного закрепление нового материала с помощью решения графических и качественных задач по данной теме. Контроль уровня усвоения нового материала проводится в форме тестирования студентов. Каждому образованному человеку необходимо непрерывно пополнять свои знания в области физики, развивать интерес к будущей профессии, понимание сущности и социальной значимости (ОК 1), научиться организовывать свою деятельность, уметь выбирать методы и способы выполнения задач и в дальнейшем оценивать их качество (ОК2), а также необходимо для будущего медицинского работника научится работать в коллективе и команде (ОК6).

ПРИМЕРНАЯ ХРОНОКАРТА КОМБИНИРОВАННОГО ЗАНЯТИЯ

Наименование этапа

Деятельность

преподавателя

Организационный этап

Организация начала занятия, формирование способности организовывать собственную деятельность (ОК2)

Приветствие. Проверка готовности аудитории. Отмечает отсутствующих студентов в журнале

Староста называет отсутствующих студентов. Студенты приводят в соответствие внешний вид, готовят рабочие места.

Журнал, тетради для конспектов.

Контроль знаний по предыдущей теме

Оценка уровня сформированности знаний по предыдущей теме. Развитие грамотной речи обучающихся, самоконтроль своих знаний

Инструктирует и проводит контроль знаний

Повторяют домашнее задание, отвечают устно.

Вопросы для устного опроса. Приложение 1.

Мотивационный этап и целеполагание

Развитие интереса к будущей профессии, понимания сущности и социальной значимости (ОК 1), установка приоритетов при изучении темы.

Объясняет студентам важность изучения данной темы, озвучивает цели занятия.

Слушают, задают вопросы, записывают новую тему в тетради.

Методическая разработка комбинированного занятия, мультимедийная презентация.

Изложение исходной информации

Формирование знаний, понимания сущности и социальной значимости своей будущей профессии (ОК 1),

Формирование представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятия конденсатора, электроемкости плоского конденсатора, энергии заряженного конденсатора; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой.

Излагает новый материал, демонстрирует презентацию.

Слушают, читают материал на слайдах, записывают.

Методическая разработка (исходный материал), мультимедийное оборудование, мультимедийная презентация.

Выполнение заданий для закрепления знаний

Закрепление, систематизация, обобщение новых знаний. Отработать навык решения задач на расчет давления идеального газа. Организация собственной деятельности, выбор типовых методов и способов решения задач, оценка их выполнения (ОК2).

Выполняют задания, слушают правильные ответы после выполнения, вносят коррективы, задают вопросы.

самостоятельные и контрольные работы

А. Кирик стр.94 начальный уровень №1-6, стр. 95 средний уровень №1-4.

Предварительный контроль новых знаний

Оценка эффективности занятия и выявление недостатков в новых знаниях.

Инструктирует и проводит контроль.

Устно отвечают на вопросы.

Вопросы для предварительного контроля знаний.

Итоговый контроль. Взаимопроверка

Закрепление материала, формирование умения делать выводы, обобщать.

Формирование умения работать в команде (ОК6). Контроль усвоения знаний и умений учащихся.

Контролирует ход работы.

Контролирует взаимопроверку, поясняет критерии оценки.

Работают в малых группах, решают задачи по образцу (письменно).

Предоставляют выполненное задание, сопоставляют ответы с эталонами, выставляют оценки.

Подведение итогов занятия

Развитие эмоциональной устойчивости, дисциплинированности, объективности оценки своих действий, умения работать в коллективе и команде (ОК6).

Оценивает работу группы в целом. Объявляет оценки, мотивирует студентов, выделяет наиболее подготовленных.

Слушают, участвуют в обсуждении, задают вопросы.

Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов

Определить объем информации для самостоятельной работы студента, обратить внимание на значимые моменты.

Дает задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов, инструктирует о правильности выполнения, критериях оценивания.

Слайд презентации с домашним заданием.

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ

Электроемкость. Формула электроемкости.

Энергия заряженного конденсатора

Изучение нового материала

1. С момента начала изучения электричества решить вопрос о его накоплении и сохранении удалось лишь в 1745 году Эвальду Юргену фон Клейсту и Питеру ван Мушенбруку. Созданное в голландском Лейдене устройство позволяло аккумулировать электрическую энергию и использовать ее при необходимости.

Лейденская банка – прототип конденсатора. Ее использование в физических опытах продвинуло изучение электричества далеко вперед, позволило создать прототип электрического тока.

Что такое конденсатор

Собирать электрический заряд и электроэнергию – основное назначение конденсатора. Обычно это система из двух изолированных проводников, расположенных как можно ближе друг к другу. Пространство между проводниками заполняют диэлектриком. Накапливаемый на проводниках заряд выбирают разноименным. Свойство разноименных зарядов притягиваться способствует большему его накоплению. Диэлектрику отводится двойственная роль: чем больше диэлектрическая проницаемость, тем больше электроемкость, заряды не могут преодолеть преграду и нейтрализоваться.

2. Электроемкость – основная физическая величина, характеризующая возможность конденсатора накапливать заряд.

Проводники называют обкладками, электрическое поле конденсатора сосредотачивается между ними. Энергия заряженного конденсатора, по всей видимости, должна зависеть от его емкости.

Электроемкость

Энергетический потенциал дает возможность применять (большая электроемкость) конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора используется при необходимости применить кратковременный импульс тока. От каких величин зависит электроемкость? Процесс зарядки конденсатора начинается с подключения его обкладок к полюсам источника тока. Накапливаемый на одной обкладке заряд (величина которого q) принимается за заряд конденсатора. Электрическое поле, сосредоточенное между обкладками, имеет разность потенциалов U.

Электроемкость (С) зависит от количества электричества, сосредоточенного на одном проводнике, и напряжения поля: С= q/U. Измеряется эта величина в Ф (фарадах). Емкость всей Земли не идет в сравнение с емкостью конденсатора, величина которого примерно с тетрадь. Накапливаемый мощный заряд может быть использован в технике. Однако накопить неограниченное количество электричества на обкладках нет возможности. При возрастании напряжения до максимального значения может произойти пробой конденсатора. Пластины нейтрализуются, что может привести к порче устройства. Энергия заряженного конденсатора при этом полностью идет на его нагревание.

Величина энергии

Нагревание конденсатора происходит из-за превращения энергии электрического поля во внутреннюю. Способность конденсатора совершать работу по перемещению заряда говорит о наличии достаточного запаса электроэнергии. Чтобы определить, как велика энергия заряженного конденсатора, рассмотрим процесс его разрядки. Под действием электрического поля напряжением U заряд величиной q перетекает с одной пластины на другую. По определению, работа поля равна произведению разности потенциалов на величину заряда: A=qU. Это соотношение справедливо лишь для постоянного значения напряжения, но в процессе разрядки на пластинах конденсатора происходит постепенное его уменьшение до нуля. Чтобы избежать неточностей, возьмем его среднее значение U/2.

Из формулы электроемкости имеем: q=CU. Отсюда энергия заряженного конденсатора может быть определена по формуле: W = CU 2 /2. Видим, что ее величина тем больше, чем выше электроемкость и напряжение. Чтобы ответить на вопрос о том, чему равна энергия заряженного конденсатора, обратимся к их разновидностям.

Виды конденсаторов

Поскольку энергия электрического поля, сосредоточенного внутри конденсатора, напрямую связана с его емкостью, а эксплуатация конденсаторов зависит от их конструктивных особенностей, используют различные типы накопителей.

1.По форме обкладок: плоские, цилиндрические, сферические и т. д.

2.По изменению емкости: постоянные (емкость не меняется), переменные (изменяя физические свойства, меняем емкость), подстроечные. Изменение емкости можно проводить, изменяя температуру, механическое или электрическое напряжение. Электроемкость подстроечных конденсаторов меняется изменением площади обкладок.

3.По типу диэлектрика: газовые, жидкостные, с твердым диэлектриком.

4.По виду диэлектрика: стеклянные, бумажные, слюдяные, металлобумажные, керамические, тонкослойные из пленок различного состава.

В зависимости от типа различают и иные конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора зависит от свойств диэлектрика. Основной величиной называют диэлектрическую проницаемость. Электроемкость ей прямо пропорциональна.

Плоский конденсатор

Рассмотрим простейшее устройство для собирания электрического заряда – плоский конденсатор. Это физическая система из двух параллельных пластин, между которыми находится слой диэлектрика. Форма пластин может быть и прямоугольной, и круглой. Если есть необходимость получать переменную емкость, то пластины принято брать в виде полудисков. Поворот одной обкладки относительно другой приводит к изменению площади пластин. Будем считать, что площадь одной пластины равна S, расстояние между пластинами примем равным d, диэлектрическая проницаемость наполнителя - ε. Электроемкость такой системы зависит только от геометрии конденсатора. С = εε₀S/d.

Энергия плоского конденсатора

Видим, что емкость конденсатора прямо пропорциональна полной площади одной пластины и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Коэффициент пропорциональности - электрическая постоянная ε₀. Увеличение диэлектрической проницаемости диэлектрика позволят нарастить электроемкость. Уменьшение площади пластин позволяет получить подстроечные конденсаторы. Энергия электрического поля заряженного конденсатора зависит от его геометрических параметров. Используем формулу расчета: W = CU2/2. Определение энергии заряженного конденсатора плоской формы проводят по формуле: W = εε0S U2/(2d).

Использование конденсаторов

Способность конденсаторов плавно собирать электрический заряд и достаточно быстро его отдавать используется в различных областях техники. Соединение с катушками индуктивности позволяет создавать колебательные контуры, фильтры токов, цепи обратной связи.

Фотовспышки, электрошокеры, в которых происходит практически мгновенный разряд, используют способность конденсатора создать мощный импульс тока. Зарядка конденсатора происходит от источника постоянного тока. Сам конденсатор выступает как элемент, разрывающий цепь. Разряд в обратном направлении происходит через лампу малого омического сопротивления практически мгновенно. В электрошокере этим элементом служит тело человека.

Конденсатор или аккумулятор

Способность долгое время сохранять накопленный заряд дает замечательную возможность использовать его в качестве накопителя информации или хранилища энергии. В радиотехнике это свойство широко используется.

Заменить аккумулятор, к сожалению, конденсатор не в состоянии, поскольку имеет особенность разряжаться. Накопленная им энергия не превышает нескольких сотен джоулей. Аккумулятор может сохранять большой запас электроэнергии длительно и практически без потерь.

Конденсатор – устройство для накопления электрического заряда.

Электроёмкостью конденсатора называют физическую величину, численно равную отношению заряда, одного из проводников конденсатора к разности потенциалов между его обкладками.

Под зарядом конденсатора понимают модуль заряда одной из его обкладок.

Последовательное соединение – электрическая цепь не имеет разветвлений. Все элементы цепи включают поочередно друг за другом. При параллельном соединении концы каждого элемента присоединены к одной и той же паре точек.

Смешанное соединение - это такое соединение, когда в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.

Для любых конденсаторов энергия равна половине произведения электроёмкости и квадрата напряжения.

Основная и дополнительная литература по теме:

1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М. Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. С. 321-330.

2. Рымкевич А. П. Сборник задач по физике. 10-11 класс.- М.:Дрофа,2009. С. 97-100.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Конденсатор при переводе с латиницы означает, то что уплотняет, сгущает – устройство, предназначенное для накопления зарядов энергии электрического поля. Конденсатор состоит из двух одинаковых параллельных пластин, находящихся на малом расстоянии друг от друга. Главной характеристикой этого прибора, является его электроёмкость, которая зависит от площади его пластин, расстояния между ними и свойств диэлектрика.

Заряд конденсатора определяется – модулем заряда на любой одной из её обкладок. Заряд конденсатора прямо пропорционален напряжению между обкладками конденсатора. Коэффициент пропорциональности С называется электрической ёмкостью, электроёмкостью или просто ёмкостью конденсатора.

Электрической ёмкостью конденсатора называется физическая величина, которая численно равна отношению заряда, одного из проводников конденсатора к разности потенциалов между его обкладками.

Чем больше площадь проводников и чем меньше пространство заполняющего диэлектриком, тем больше увеличивается ёмкость обкладок конденсатора.

Электрическая ёмкость конденсаторов определяется их конструкцией, самыми простыми из них являются плоские конденсаторы.

Чем больше площадь взаимного перекрытия обкладок и чем меньше расстояние между ними, тем значительнее будет увеличение ёмкости обкладок конденсатора. При заполнении в пространство между обкладками стеклянной пластины, электрическая ёмкость конденсатора значительно увеличивается, получается, что она зависит от свойств используемого диэлектрика.

Электрическая ёмкость плоского конденсатора зависит от площади его обкладок, расстояния между ними, диэлектрической проницаемости диэлектрика, заполняющего пространство между обкладками и определяется по формуле:

где – электрическая постоянная.

Для того чтобы получить необходимую определённую ёмкость, берут несколько конденсаторов и собирают их в батарею применяя при этом параллельное, последовательное или смешанное соединения.

Энергия конденсатора равна половине произведения заряда конденсатора напряжённости поля и расстояния между пластинами конденсатора: u = Еd

Эта энергия равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин, это поле совершает положительную работу. При этом энергия электрического поля уменьшается:

Для любых конденсаторов энергия равна половине произведения электроёмкости и квадрата напряжения:

Примеры и разбор решения заданий:

1. Плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого равно 3 мм, заряжен до напряжения 150 В и отключен от источника питания. Разность потенциалов между пластинами возросла до 300 В.

Во сколько раз увеличилась разность потенциалов между пластинами?
Какое расстояние между пластинами конденсатора стало после того, как пластины были раздвинуты?
Во сколько раз изменилось расстояние между пластинами.

Электрическая ёмкость конденсатора определяется по формуле:

1.По условию разность потенциалов увеличилось в два раза. U₁ = 150В→ U₂ = 300В.

2.По условию d = 3 мм, если разность потенциалов увеличилось в два раза, по формуле соответственно и расстояние между пластинами увеличилось в два раза, и d =2·3 мм = 6 мм.

3.Расстояние между пластинами увеличилось в два раза.

2. Конденсатор электроёмкостью 20 мкФ имеет заряд 4 мкКл. Чему равна энергия заряженного конденсатора?

Дано: С = 20 мкФ = 20 · 10 -6 Ф, q = 4 мкКл = 4·10 -6 Кл.

Энергия заряженного конденсатора W через заряд q и электрическую ёмкость С определяется по формуле:

Читайте также: