Цэнэглэгдсэн конденсаторын энерги конденсаторын танилцуулгын хэрэглээ. Физикийн танилцуулга "конденсатор". Оюутнуудын танин мэдэхүйн үйл ажиллагааны сэдэл

12.08.2022

Хамгийн энгийн хавтгай конденсатор нь бие биенээсээ бага зайд байрладаг, диэлектрик давхаргаар тусгаарлагдсан хоёр ижил зэрэгцээ хавтангаас (хавтан гэж нэрлэгддэг) бүрдэнэ. Эрчим хүчний эх үүсвэрээс ялтсууд дээр ижил модультай боловч эсрэг тэмдгээр цэнэглэгддэг. Тиймээс ялтсуудын хооронд боломжит ялгаа үүсдэг. Бүхэл бүтэн цахилгаан орон нь конденсатор дотор төвлөрч, жигд байна.

Конденсаторын гол шинж чанар нь цахилгааны багтаамж (хүчин чадал) бөгөөд үүнийг C үсгээр тэмдэглэсэн багтаамж нь хоёр дамжуулагчийн цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах чадварыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн юм. Цахилгаан багтаамжийн SI нэгжийг агуу эрдэмтэн Майкл Фарадейгийн нэрээр нэрлэсэн бөгөөд фарад гэж нэрлэдэг. Нэг фарад нь маш том утга учир практикт микрофарад, nF, pF ашигладаг.

Хоёр дамжуулагчийн багтаамж нь дамжуулагчийн цэнэгийг тэдгээрийн хоорондох потенциалын зөрүүтэй харьцуулсан харьцаа юм. Цахилгаан багтаамж нь дамжуулагчийн цэнэг эсвэл тэдгээрийн хоорондох боломжит зөрүүгээс хамаардаггүй. Конденсаторын багтаамж нь дамжуулагчийн геометрийн хэмжээс, хэлбэр, байршил, мэдээжийн хэрэг, орчны диэлектрик дамжуулалтаар тодорхойлогддог. Хоёр дамжуулагчийн багтаамж нь дамжуулагчийн цэнэгийг тэдгээрийн хоорондох потенциалын зөрүүтэй харьцуулсан харьцаа юм. Цахилгаан багтаамж нь дамжуулагчийн цэнэг эсвэл тэдгээрийн хоорондох боломжит зөрүүгээс хамаардаггүй. Конденсаторын багтаамж нь дамжуулагчийн геометрийн хэмжээс, хэлбэр, байршил, мэдээжийн хэрэг, орчны диэлектрик дамжуулалтаар тодорхойлогддог.

Конденсаторыг цэнэглэхийн тулд эерэг ба сөрөг цэнэгийг салгах ажлыг хийх ёстой. Эрчим хүч хадгалагдах хуулийн дагуу энэ ажил нь конденсаторын энергитэй тэнцүү байна.Конденсаторыг цэнэглэхийн тулд эерэг ба сөрөг цэнэгийг салгах ажлыг хийх ёстой. Эрчим хүчийг хадгалах хуулийн дагуу энэ ажил нь конденсаторын энергитэй тэнцүү байна

Хамрах хүрээ: 1) радио инженерчлэл ба цахилгаан инженерчлэл 1) радио инженерчлэл ба цахилгааны инженерчлэл 2) гэрэл зурагт, сайн мэддэг флаш. 2) гэрэл зургийн технологид сайн мэддэг флаш. 3) лазер технологид. 3) лазер технологид. 4) компьютерийн санах ойн элементүүд болон таны дуртай компьютерт. Эцсийн эцэст компьютерийн гарны тоо, тэмдэглэгээний доор конденсаторууд байдаг. 4) компьютерийн санах ойн элементүүд болон таны дуртай компьютерт. Эцсийн эцэст компьютерийн гарны тоо, тэмдэглэгээний доор конденсаторууд байдаг. 5) конденсатор нь агаар, модны чийгшлийг хэмжихэд, 5) конденсатор нь агаар, модны чийгшлийг хэмжихэд, 6) богино залгааны хамгаалалтын системд ашиглах боломжтой болсон. 6) богино залгааны хамгаалалтын системд.

Хэсэгүүд: Физик

Дидактик зорилго

1. Ганц дамжуулагчийн цахилгаан багтаамж, түүний нэгжийн тухай ойлголт өгөх; хавтгай конденсаторын төхөөрөмж, тэдгээрийн холболтын төрлүүдтэй танилцах.

2. Ганц дамжуулагч, бөмбөлөг, хавтгай конденсатор, цуваа ба зэрэгцээ холбогдсон конденсаторын батарейны цахилгаан багтаамж, цэнэглэгдсэн конденсаторын энергийн томъёог гарга.

3. Хавтангуудыг ялгадаг диэлектрикийн төрөл, цахилгаан багтаамжийн хэмжээ зэргээс хамаарч конденсаторын ангилалыг өг.

боловсролын зорилго

Конденсаторын оч ялгаруулах эсвэл улайсдаг чийдэнгээр дамжуулан конденсаторын цэнэгийг харуулсан жишээг ашиглан цахилгаан орон нь энергитэй тул материаллаг гэдгийг харуул.

Үндсэн мэдлэг, ур чадвар

1. Цахилгаан багтаамжийн физик утгыг мэдэж, ганц дамжуулагч, бөмбөлөг, хавтгай конденсатор, параллель болон цуваа холбогдсон конденсаторын батарейны цахилгаан багтаамжийг тооцоолох томъёог мэдэж, тэдгээрийг асуудал шийдвэрлэхэд ашиглаж чаддаг байх.

2. Цэнэглэгдсэн конденсаторын энергийг тооцоолох томьёог мэдэж, түүнийг бодлого шийдвэрлэхэд ашиглах чадвартай байх.

Шинэ материалыг танилцуулах дараалал

1. Дамжуулагчийн цахилгаан хүчин чадал. Цахилгаан хүчин чадлын нэгж.

2. Дамжуулагчийн цахилгаан хүчин чадал нь түүний хэмжээ, хэлбэр, хүрээлэн буй биеэс хамаарах хамаарал.

3. Металл бөмбөлгийн (бөмбөрцөг) цахилгаан хүчин чадал.

4. Конденсатор. Тэдний төхөөрөмж, зорилго, цэнэглэх, цэнэглэх, диэлектрикийн үүрэг. Конденсаторын ангилал.

5. Зай дахь конденсаторуудын цуваа холболт.

6. Зай дахь конденсаторуудын зэрэгцээ холболт.

7. Цэнэглэгдсэн конденсаторын энерги. Цахилгаан талбайн эзэлхүүний энергийн нягт.

Тоног төхөөрөмж

Хоёр электрометр, дөрвөн металл бөмбөрцөг (хоёр диаметр), электрофорын машин, хоёр тусгаарлагч тавиур, салгаж болох хавтгай конденсаторын үзүүлэн, хувьсах багтаамжийн демо, конденсаторын багц (керамик, цаас, гялтгануур, электролит), гар чийдэн, цахилгаан чийдэн 3.5 В ба 0.28 А-д, тогтмол гүйдлийн эх үүсвэр эсвэл хувьсах гүйдэлтэй Шулуутгагч, холболтын утас. Жагсаал

Тайлагдсан цэнэгийн хэмжээнээс ганц дамжуулагчийн потенциалын хамаарал; ижил цэнэгүүдийг дамжуулах үед ганц дамжуулагчийн потенциалын хэмжээнээс хамаарах хамаарал; дамжуулагчийн потенциалын бусад дамжуулагч байгаа эсэхээс хамаарах хамаарал; Хавтгай конденсаторын цахилгаан багтаамжийн хавтангийн талбайн хамаарал, ялтсууд ба ялтсуудыг тусгаарлах диэлектрик хоорондын зай; улайсдаг чийдэн эсвэл флэшээр дамжуулан конденсаторыг цэнэглэх; төрөл бүрийн конденсаторын төхөөрөмж.

Оюутнуудын танин мэдэхүйн үйл ажиллагааны сэдэл

Өнөө үед бүх оюутнууд конденсаторын талаар тодорхой хэмжээгээр мэддэг болсон. Конденсаторыг радио, телевиз, дуу хураагуур, олон электрон төхөөрөмжид өргөн ашигладаг. Конденсаторыг цахилгаан цэнэг болон цахилгаан эрчим хүчийг хадгалахад ашигладаг. Цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах, хадгалах конденсаторын шинж чанарыг богино хугацааны гүйдлийн их хүч чадалтай импульсийг олж авах технологид ашигладаг. Конденсаторыг ашиглах нэг жишээ бол гэрэл зурагт ашигладаг электрон флаш юм. Энэ тохиолдолд конденсатор нь тусгай чийдэнгээр дамждаг.

Хичээлийн төлөвлөгөө

Сурагчдын мэдлэг, ур чадвар, чадварыг шалгах

1. Сүүлчийн хичээл дээр хийсэн бие бялдрын диктантын үр дүнг оюутнуудад мэдээлэх; ердийн болон бүдүүлэг алдааг шинжлэх.

2. Дөрвөн сурагчаас дараах даалгаврыг амаар асууна.

Нэгдүгээр даалгавар:

1) Электростатик индукцийн физик шинж чанарыг тайлбарла. Цахилгаан талбарт байрлуулсан дамжуулагчийн доторх хүчдэл яагаад тэг байдаг вэ?

2) Нэг төрлийн цахилгаан орны хүч ба потенциалын зөрүүний хамаарлын томъёог бич.

3) Хийн молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөний дундаж кинетик энерги түүний температур 100 К-ээр нэмэгдэхэд хэр их өөрчлөгдөх вэ? Хариулт ∆E k \u003d 2.07 * 10 -21 Ж.

Хоёр дахь даалгавар:

1) Туйл бус диэлектрикийн туйлшралын физик шинж чанарыг тайлбарла. Яагаад цахилгаан талбарт байрлуулсан диэлектрик доторх хүч нь гадаад талбайн хүчнээс бага байдаг вэ?

2) Цэнэглэгдсэн хавтгайн цахилгаан орны хүчний томъёог бич.

3) 1270С-ийн температурт 3.2 кг хүчилтөрөгчийн дулааны энергийг тодорхойлно. Хариулт. ∆U=831 кЖ.

Гурав дахь даалгавар:

1) Туйлын диэлектрикийн туйлшралын физик шинж чанарыг тайлбарла. Цэнэггүй цаасан ханцуй (диэлектрик) яагаад цэнэглэгдсэн биед татагддаг вэ?

2) Цэнэглэгдсэн бөмбөгний цахилгаан талбайн потенциалын томьёог бич. 31 Температур 40°С буурахад 1.2 кг нүүрстөрөгчийн дотоод энерги хэр их өөрчлөгдөх вэ? Хариулт. ∆U=49.86 кЖ.

Дөрөв дэх даалгавар:

1) Аль диэлектрикт туйлшрал нь температураас хамаардаггүй, аль нь вэ? Яагаад?

2) Яагаад тэнцвэрт байдалд цахилгаанжуулсан дамжуулагчийн илүүдэл цэнэг бүхэлдээ түүний гадаргуу дээр байрладаг вэ?

3) 0.4 м 3 багтаамжтай цилиндрт 2 кг хүчилтөрөгчийн даралтыг 270С-ийн температурт тодорхойлно. Хариулт,

p ≈ 0.39 МПа.

3. Гэрийн даалгавраа шалгах. Судалгаанд оролцогчдод тавих нэмэлт асуултууд:

T. No 958. Эбонит савааг үрэлтийн аргаар цахилгаанжуулна. Эхлээд цахилгаан дурангийн бөмбөлөгт хүрч, дараа нь саваагаар гүйлгэнэ. Энэ хоёр тохиолдолд электроскоп ижил цэнэгтэй байсан уу? (Хоёр дахь тохиолдолд цэнэгийг нэгээс биш, харин савхны гадаргуу дээрх олон цэгээс авдаг тул цахилгаанскоп илүү цэнэглэгдэх болно.)

Боть дугаар 974. Тойрог хэлбэртэй, жигд цэнэглэгдсэн утсан цагирагийн төв дэх талбайн хүч ямар байх вэ? Нэг жигд цэнэглэгдсэн бөмбөрцөг гадаргуугийн төвд? (Хоёр тохиолдолд эрчим нь 0 байна.)

T. No 986. Электроскопыг ховор болгохын тулд хуруугаараа хүрэхэд хангалттай. Хэрэв түүний ойролцоо газраас тусгаарлагдсан цэнэгтэй бие байгаа бол цахилгаанскоп цэнэггүй болох уу (үгүй, учир нь биеийн өдөөгдсөн эсрэг тэмдгийн цэнэг электроскоп дээр үлдэх болно).

T. № 987. Цэнэглэгдсэн “султан”-д зүү авчирвал султаны навч аажмаар урсаж эхэлдэг. Яагаад? (Зүү дээр эсрэг талын цэнэг байдаг (ижил нэртэй гар дээрх газарт ордог), энэ нь навчны цэнэгийг саармагжуулдаг.)

Кулоны хуулийг хэрхэн уншдаг вэ?

Цэнэг хадгалах хуулийг хэрхэн уншдаг вэ?

Ямар талбарыг цахилгаан орон гэж нэрлэдэг вэ?

Урд талын судалгаа

1. Цэнэгийн хэмжээг юу гэж нэрлэдэг вэ?

(Аль ч биед ижил тэмдэгтэй цахилгаан цэнэгийн илүүдэлийг цэнэгийн хэмжээ буюу цахилгааны хэмжээ гэнэ.)

2. Цэнэг хадгалах хуулийг хэрхэн уншдаг вэ?

(Цахилгаан цэнэгүүд үүсдэггүй бөгөөд алга болдоггүй, гэхдээ зөвхөн энэ эсвэл бусад үзэгдэлд оролцож буй бүх биетүүдэд дахин хуваарилагддаг.)

3. Цахилгаанжуулалтын төрлүүд юу вэ?

4. Яагаад нэг савнаас нөгөө сав руу бензин асгахад тусгай арга хэмжээ авахгүй бол гал авалцдаг вэ?

(Бензин хоолойноос гадагш урсах үед энэ нь маш их цахилгаанждаг тул цахилгаан оч үүсч, гал авалцдаг.)

5. Кулоны хуулийг уншина уу?

6. Цахилгаан статик дээр туршилт хийх дамжуулагчийг яагаад хөндий болгодог вэ?

(Учир нь статик цэнэг нь зөвхөн дамжуулагчийн гаднах гадаргуу дээр байрладаг.)

7. Орчны диэлектрик тогтмолыг бид юу гэж нэрлэдэг вэ? (Байгаль орчны цэнэгийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчний хамаарлыг тодорхойлсон утгыг e s гэж нэрлэдэг.)

8. Электростатик туршилт хийх төхөөрөмжүүд яагаад хурц үзүүртэй байдаггүй, харин бөөрөнхий гадаргуутай байдаг вэ?

(Дамжуулагчийн хурц үзүүрт цэнэгийн нягт нь маш өндөр тул тэдгээр нь дамжуулагч дээр үлдэж, түүнээс "ус зайлуулах" болно.)

9. Ямар талбарыг цахилгаан орон гэж нэрлэдэг вэ?

(Кулоны хуулийн дагуу нэг тогтмол цахилгаан цэнэгийн үйлдлийг нөгөө тогтмол цэнэг рүү дамжуулдаг талбарыг цахилгаан орон гэнэ.)

10. Хүчдэлийн шугамыг бид юу гэж нэрлэдэг вэ?

(Энэ бол талбайн хүч чадлын векторууд чиглэсэн цэг бүрт шүргэгч шугам юм.)

11. Хүчний шугамын шинж чанарууд?

12. Ямар талбарыг нэгэн төрлийн гэж нэрлэдэг вэ?

13. Эбонит саваа, даавуутай цахилгаанскопоор цэнэгийн тэмдгийг хэрхэн тодорхойлох вэ?

(Хэрэв цахилгаанжуулсан эбонит саваа хүрэхэд навчнууд илүү том өнцгөөр тархвал электроскопын цэнэгийн тэмдэг сөрөг байх болно.)

14. Цэнэг бүрийн утгыг 4 дахин нэмэгдүүлж, цэнэг хоорондын зайг хоёр дахин багасгахад хоёр цэгийн цэнэгийн харилцан үйлчлэх хүч хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?

(64 дахин нэмэгдэнэ.)

15. Өгөгдсөн цэгийн талбайн потенциалыг юу гэж нэрлэдэг вэ? (Өгөгдсөн цэг дэх цахилгаан талбайн энергийн шинж чанарыг тухайн цэг дэх талбайн потенциал гэж нэрлэдэг.)

16. φ, E-г тодорхойлох томъёо?

Оюутны хариултанд дүн шинжилгээ хийж, сэтгэгдэл бичих, үнэлгээ хэлэх.

Компьютерийн ур чадвараа сайжруулахыг хүсч байна уу?

Google-ийн үйлчилгээнүүд нь танд янз бүрийн хариултын сонголт бүхий онлайн судалгаа хийх, бүх санал асуулгад оролцогчдын хариултыг агуулсан пивот хүснэгтийг автоматаар үүсгэх боломжийг олгодог. Судалгааны маягтыг сайтын хуудсан дээр суулгаж болох боловч ийм судалгаа явуулахын тулд өөрийн сайттай байх шаардлагагүй. Ийм судалгааны хамрах хүрээ өргөн бөгөөд багш нар тухайн сургуулийн эцэг эх, сурагчдын судалгааг цахим шуудангаар илгээх, олон нийтийн сүлжээ, сургуулийн вэбсайтад байршуулах замаар санал асуулга явуулах боломжтой. Судалгаа нь нэргүй эсвэл зөвхөн эрх бүхий хэрэглэгчдээс байж болно. Google-ийн үйлчилгээн дээр өөрийн онлайн судалгааг бий болгох талаар бодож үзээрэй.

Шинэ нийтлэлүүдийг уншина уу

"Дижитал боловсролын орчин" үндэсний төсөл Оросын бүс нутгуудад ирж байна: сургуулиудад тоног төхөөрөмж нийлүүлж, интернетийн холболт сайжирна. Гэхдээ агуулгын талаар мартаж болохгүй: шинэ боловч хоосон компьютеруудыг багш юу хийх вэ? Дижитал анги нь зөвхөн компьютер, интернет биш бөгөөд цахим боловсролын нөөцийг ашиглан сургуулийн боловсролын үйл явцыг зохион байгуулах боломжийг олгодог цахим орчны чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

1 сонголт

Хоёр дамжуулагчийн багтаамжийг ... гэж нэрлэдэг.
Диэлектрикийн туйлшралыг... гэж нэрлэдэг.
Цахилгаан хүчин чадлын нэгжийг...

Сонголт 2

Ижил потенциалтай гадаргууг... гэж нэрлэдэг.
Электростатик талбайн потенциалыг ... гэж нэрлэдэг.
Цахилгаан орны хүч чадлын нэгжийг ...-ээр илэрхийлнэ.

слайд 2

Биеийн диктант.

1 сонголт

Хоёр дамжуулагчийн цахилгаан багтаамж нь нэг дамжуулагчийн цэнэгийг энэ дамжуулагч ба хөрш зэргэлдээх дамжуулагчийн хоорондох боломжит зөрүүтэй харьцуулсан харьцаа юм.

Диэлектрикийн туйлшралыг эерэг ба сөрөг хязгаарлагдмал цэнэгийн эсрэг чиглэлд шилжих гэж нэрлэдэг.

Цахилгаан чадлын нэгжийг фарадаар (F) илэрхийлнэ.

Сонголт 2

Ижил потенциалтай гадаргууг эквипотенциал гэж нэрлэдэг.

Электростатик талбайн потенциал гэдэг нь тухайн талбайн цэнэгийн потенциал энергийг энэ цэнэгтэй харьцуулсан харьцаа юм.

Цахилгаан талбайн хүч чадлын нэгжийг метр тутамд вольтоор (V / м) эсвэл зүүлт тутамд Ньютоноор (N / C) илэрхийлнэ.

слайд 3

3.04.07

слайд 4

Хичээлийн зорилго:

Цэнэглэгдсэн конденсаторын энергийг тодорхойлж сур.
Бодлого шийдвэрлэхдээ физикийн хуулийг хэрэглэх чадварыг хөгжүүлэх.
Конденсаторын практик ач холбогдлыг олж мэд.

слайд 5

Конденсатор.

Конденсатор нь диэлектрик давхаргаар тусгаарлагдсан хоёр дамжуулагчаас бүрдэх бөгөөд тэдгээрийн зузаан нь дамжуулагчийн хэмжээстэй харьцуулахад бага байдаг.

Хавтгай конденсаторын багтаамжийг дараах томъёогоор тодорхойлно.

слайд 6