Presentazione nella storia della fisica della creazione di un condensatore. Condensatori loro ruolo e funzioni. è uguale all'unità se, quando comunicano le spese

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Completato da: Karetko Dima, studente 10 "A" Supervisore: Popova Irina Alexandrovna, insegnante di fisica Belovo 2011 Istituto scolastico municipale "Scuola secondaria n. 30 Belovo" Condensatori Miiproekt in fisica

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Piano Introduzione Condensatori Parametri fondamentali di un condensatore Classificazione dei condensatori Applicazione dei condensatori Conclusione Letteratura

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Introduzione È possibile trovare un sistema di conduttori di capacità elettrica molto elevata in qualsiasi ricevitore radio o acquistarlo in un negozio. Si chiama condensatore. Ora imparerai come sistemi simili e da cosa dipende la loro capacità elettrica.

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Condensatori Un condensatore è un dispositivo a due terminali con un certo valore di capacità e bassa conducibilità ohmica; un dispositivo per accumulare l'energia di un campo elettrico.

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I parametri principali del condensatore: 1) Capacità: la capacità appare nella designazione del condensatore, mentre la capacità reale può variare in modo significativo a seconda di molti fattori. Capacità reale: determinata dalle proprietà elettriche. 2) La capacità specifica è chiamata il rapporto tra capacità e volume (o massa) del dielettrico. 3) Tensione nominale - il valore di tensione segnato sul condensatore, al quale può funzionare in condizioni specificate durante la sua vita utile mantenendo i parametri entro limiti accettabili. 4) Polarità: molti condensatori dielettrici di ossido (elettrolitici) funzionano solo con la corretta polarità di tensione a causa della natura chimica dell'interazione dell'elettrolita con il dielettrico.

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Classificazione dei condensatori Condensatori sottovuoto (le piastre senza dielettrico sono sottovuoto). Condensatori con dielettrico gassoso. Condensatori con dielettrico liquido. Condensatori con dielettrico inorganico solido: vetro (vetro-smalto, vetro-ceramica), mica, film inorganici a strato sottile. Condensatori con dielettrico organico solido: carta, carta-metallo, film. Condensatori elettrolitici e semiconduttori di ossido (tali condensatori differiscono da tutti gli altri tipi principalmente per la loro enorme capacità specifica). I condensatori fissi sono la principale classe di condensatori che non cambiano la loro capacità. condensatori variabili- Condensatori che consentono un cambiamento di capacità. Condensatori trimmer - condensatori, la cui capacità cambia con una regolazione singola o periodica.

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Applicazioni dei condensatori I condensatori vengono utilizzati per costruire vari circuiti con proprietà dipendenti dalla frequenza.Quando un condensatore si scarica rapidamente, è possibile ottenere un impulso ad alta potenza, ad esempio, nei flash fotografici. Poiché il condensatore è in grado di immagazzinare una carica per lungo tempo, può essere utilizzato come elemento di memoria o dispositivo di accumulo di energia elettrica. Nell'ingegneria elettrica industriale, i condensatori vengono utilizzati per la compensazione della potenza reattiva e nei filtri per armoniche superiori. Trasduttore di misura(IP) di piccoli spostamenti: un piccolo cambiamento nella distanza tra le armature ha un effetto molto evidente sulla capacità del condensatore. MT umidità dell'aria (la modifica della composizione dielettrica comporta una variazione della capacità) MT umidità del legno Nei circuiti RPA i condensatori vengono utilizzati per implementare la logica di alcune protezioni.

(lat. condenso - condensare, addensare) - uno scambiatore di calore, uno scambiatore di calore in cui avviene il processo di condensazione, il processo di transizione di fase del refrigerante dallo stato di vapore allo stato liquido dovuto alla rimozione del calore da parte di un refrigerante più freddo.

Principio operativo

I vapori di refrigerante surriscaldati di solito entrano nel condensatore, che vengono raffreddati a temperatura di saturazione e, condensandosi, passano nella fase liquida. Per condensare il vapore è necessario sottrarre a ciascuna unità il suo calore di massa pari al calore specifico di condensazione. Dipende da

I condensatori del mezzo di raffreddamento (vettore di calore) possono essere suddivisi nei seguenti tipi: raffreddati ad acqua, raffreddati ad acqua-aria (evaporativi), raffreddati ad aria, raffreddati da un refrigerante bollente nel condensatore dell'evaporatore, raffreddati da un prodotto di processo. La scelta del tipo di condensatore dipende dalle condizioni dell'applicazione.

Applicazione

I condensatori vengono utilizzati nelle centrali termiche e nucleari per condensare il vapore che è stato esaurito nelle turbine. Allo stesso tempo, per ogni tonnellata di vapore in condensazione, ci sono circa 50 tonnellate di acqua di raffreddamento. Pertanto, la necessità di centrali termiche e soprattutto di centrali nucleari in acqua è molto elevata, fino a 600mila m³ / ora.

Nelle unità di refrigerazione, i condensatori vengono utilizzati per condensare i vapori refrigeranti, come il freon. Nella tecnologia chimica, i condensatori vengono utilizzati per ottenere sostanze pure (distillati) dopo la distillazione.

Il principio della condensazione viene anche utilizzato con successo per separare una miscela di vapori di varie sostanze, poiché la loro condensazione avviene a temperature diverse.

Varietà

Secondo il principio del trasferimento di calore, i condensatori sono suddivisi in miscelazione (condensatori di miscelazione) e superficie. Nei condensatori di miscelazione, il vapore acqueo è a diretto contatto con l'acqua di raffreddamento e nella superficie i vapori del fluido di lavoro vengono separati

parete dal liquido di raffreddamento. I condensatori di superficie sono divisi in base a

le seguenti caratteristiche:

nella direzione dei flussi di refrigerante: flusso diretto, controcorrente e con flusso trasversale di refrigeranti;

dal numero di cambiamenti nella direzione del movimento del liquido di raffreddamento - in unidirezionale, bidirezionale, ecc.;

per il numero di alloggiamenti collegati in serie: monostadio, bistadio, ecc.

di progettazione: a fascio tubiero, lamellare, ecc.

Condensatore frigorifero "Minsk-10"

Pastorizzatore

Processo di pastorizzazione sta portando la temperatura del prodotto a una certa requisiti tecnologici valore e mantenendolo a tale temperatura per un certo tempo, nonché il successivo raffreddamento del prodotto alla temperatura di stoccaggio.

La pastorizzazione viene eseguita utilizzando attrezzature speciali: un pastorizzatore.

Lo scopo di questa apparecchiatura è la pastorizzazione (trattamento termico) e il raffreddamento nel flusso di vari prodotti alimentari: pastorizzazione di latte, panna, succhi, vino, birra, kvas, ecc.

Le modalità di pastorizzazione sono sempre intese come il rapporto tra il tempo di permanenza alla temperatura di pastorizzazione e la temperatura di pastorizzazione effettiva. Applicato all'industria lattiero-casearia: pastorizzazione asettica - 4 secondi 137 gradi Celsius. La pastorizzazione non asettica è caratterizzata da un'ampia varietà di parametri, ad esempio, le materie prime per la produzione di yogurt sono solitamente pastorizzate ai seguenti parametri: tempo di mantenimento 300 secondi, temperatura 97 gradi Celsius. Se la materia prima è stata precedentemente sottoposta a bactofugazione, è possibile utilizzarne molto di più modalità morbide, come una velocità dell'otturatore di 120 secondi e una temperatura di 67 gradi Celsius.

Tipi di pastorizzatori

In base al tipo di ciclo di lavoro i pastorizzatori possono essere suddivisi in ad azione periodica (discreta) e ad azione continua.

Pastorizzatori ad azione discreta a causa degli elevati costi operativi, sono raramente utilizzati nell'industria, ad esempio autoclavi nell'industria conserviera.

Pastorizzatori continui sono ampiamente utilizzati nell'industria lattiero-casearia, dei succhi e della birra. I pastorizzatori ad azione discreta sono attualmente ampiamente utilizzati nella produzione di ketchup.

In base alla tipologia delle materie prime lavorate, i pastorizzatori si possono suddividere in pastorizzatori per liquidi, paste e pastorizzatori per prodotti confezionati.

Per tipo di condizioni di pastorizzazione: asettico (sterile) e non asettico (non sterile). I pastorizzatori asettici possono essere suddivisi in pastorizzatori con riscaldamento diretto del prodotto (solitamente vapore sterile) e con riscaldamento del prodotto tramite unità di scambio termico ("circuito caldo"). Nei pastorizzatori con riscaldamento diretto del prodotto, il prodotto viene raffreddato in camere sottovuoto (disaeratori), nei pastorizzatori con riscaldamento del prodotto tramite unità di scambio termico, nella sezione di rigenerazione dello scambiatore di calore (non sempre, esistono esecuzioni in cui il raffreddamento è eseguita da acqua riciclata/ghiacciata).

I pastorizzatori a piastre sono utilizzati per il trattamento termico di prodotti a viscosità ridotta (latte, succhi, tè, bevande, ecc.) in un flusso continuo a strato sottile.

I pastorizzatori tubolari vengono utilizzati per trattare prodotti di varie viscosità (latte, bevande a base di latte, panna, miscele per gelato, creme, maionese, ketchup, ecc.) in un flusso chiuso. Gli scambiatori di calore tubolari hanno un prezzo vantaggioso e sono più facili da produrre rispetto agli scambiatori di calore a piastre. L'utilizzo dell'impianto consente di elaborare il prodotto ad alta pressione, temperatura, velocità; ed escludono anche completamente l'ingresso di un mezzo in un altro. La pianta ha una buona attività termica.

I pastorizzatori a raschietto sono utilizzati per la pastorizzazione e il raffreddamento di prodotti ad alta viscosità (panna grassa, miscela di cagliata, miscela di gelato, concentrato di pomodoro, ketchup). Gli scambiatori di calore a superficie raschiata forniscono un riscaldamento o un raffreddamento uniforme del prodotto grazie alla sua miscelazione forzata nel canale dello scambiatore di calore.

Evaporatore

- uno scambiatore di calore in cui viene eseguito il processo di transizione di fase di un refrigerante liquido in uno stato vapore e gassoso a causa dell'alimentazione da un refrigerante più caldo. Un mezzo di trasferimento di calore così caldo è solitamente acqua, aria, salamoia o

prodotti di processo gassosi, liquidi o solidi. Quando si verifica un processo di transizione di fase sulla superficie di un liquido, si parla di evaporazione. Se il processo avviene in tutta la profondità del liquido con la formazione di bolle di vapore, si parla di ebollizione. Una transizione di fase può avvenire sia con un liquido omogeneo che con una miscela di componenti liquidi.

Applicazione

Nell'industria termoelettrica, l'evaporatore è progettato per produrre distillato, che compensa la perdita di condensa nelle centrali a vapore. Ci sono evaporatori riscaldati dai fumi che escono dalle caldaie. Il vapore ottenuto in tali evaporatori può essere utilizzato sia per reintegrare le perdite di condensa sia per fornire calore. Gli evaporatori ad alta capacità sono utilizzati nelle centrali nucleari situate vicino ai mari e agli oceani per la desalinizzazione dell'acqua di mare. Gli evaporatori, a volte chiamati impianti di desalinizzazione, sono installati sulle navi. e sono gli elementi principali unità di refrigerazione, in cui evapora il refrigerante destinato al raffreddamento diretto (o mediante salamoia) delle camere frigorifere.

Classificazione

In base alla natura del mezzo raffreddato (per scopo), gli evaporatori si distinguono per il raffreddamento di liquidi refrigeranti e prodotti tecnologici; per il raffreddamento di aria e prodotti tecnologici gassosi, ad es. quando c'è un diretto

scambio termico tra l'oggetto raffreddato e il refrigerante; per il raffreddamento di prodotti tecnologici solidi; evaporatori-condensatori.

A seconda delle condizioni di circolazione del liquido raffreddato, gli evaporatori possono essere di tipo chiuso o aperto. Evaporatori di tipo chiuso sono chiamati evaporatori

sistema di circolazione chiuso del liquido raffreddato pompato dalla pompa. Questi includono evaporatori a fascio tubiero ea fascio tubiero. Evaporatori aperti

tipo detto evaporatore con livello aperto del liquido raffreddato, la cui circolazione è creata da un agitatore. Questi includono evaporatori a tubi e pannelli verticali.

In base alla natura del riempimento con refrigerante, gli evaporatori sono divisi in allagati e non allagati. Questi ultimi includono irrigazione, fascio tubiero con ebollizione nei tubi, nonché evaporatori a serpentina con alimentazione di liquido dall'alto.

Gli evaporatori sono inoltre suddivisi in gruppi a seconda della superficie su cui bolle il refrigerante: nello spazio anulare (a fascio tubiero allagato e spruzzato) o all'interno di tubi e canali (a fascio tubiero che bolle in tubi, tubi verticali e pannello) . L'ultima divisione è importante dal punto di vista della scelta di un modello per il calcolo del trasferimento di calore di un liquido bollente.

A seconda della natura del movimento del refrigerante, gli evaporatori si distinguono a circolazione naturale e forzata.

Principio operativo

L'evaporatore a fascio tubiero è costituito da un ampio cilindro orizzontale (involucro), all'interno del quale si trovano le piastre tubiere. Queste grate sono un insieme di sottili tubi di rame attraverso il quale scorre il refrigerante (acqua). Il diametro di tali tubi, in media, è di 20-25 cm.

il refrigerante si muove a una velocità fino a 2 m/s. Nello spazio tra le piastre tubiere c'è refrigerante bollente. I tubi di diramazione sono attaccati a entrambi i bordi del reticolo, che sono collegati

al sistema di raffreddamento ad acqua. Per aumentare lo scambio termico, sulla parte esterna della griglia sono presenti delle alette.Durante il funzionamento, il refrigerante si sposta attraverso i tubi dal basso dell'evaporatore verso l'alto. Durante il suo movimento raffredda l'acqua che circola dall'esterno dei tubi. Le pareti divisorie all'interno del cilindro forniscono acqua in movimento con una velocità da 0,5 a 3 m/s.

Il design dell'evaporatore a piastre è costituito da diverse file unidimensionali Lamiera d'acciaio collegati tra loro secondo il principio della "spina di pesce". Il refrigerante e il refrigerante in un tale evaporatore non si muovono parallelamente tra loro, ma l'uno verso l'altro, ciascuno all'interno del proprio circuito indipendente. Rispetto ad altri tipi di evaporatori, gli evaporatori a piastre presentano una serie di innegabili vantaggi: sono di dimensioni contenute; meno soggetti a guasti e, in caso di malfunzionamento, resistenti al gelo; hanno alte prestazioni.

Grado 9

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Lo scopo della lezione:

Formare il concetto di capacità elettrica; Introduci una nuova caratteristica: la capacità di un condensatore e la sua unità di misura. Considera i tipi di condensatori e dove vengono utilizzati.

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Ripetiamo ... Opzione 1 1) Da chi e quando è stata creata la teoria campo elettromagnetico e qual è la sua essenza. 2) Elenca i tipi di onde elettromagnetiche. Radiazione infrarossa, sue proprietà e influenza sul corpo umano. Opzione 2 1) Cosa viene chiamato Onda elettromagnetica?. Quali sono le principali proprietà di un'onda elettromagnetica? 2) Elenca i tipi di onde elettromagnetiche. Radiazione a raggi X, sue proprietà e influenza sul corpo umano.

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Un condensatore è costituito da due conduttori separati da uno strato dielettrico, il cui spessore è ridotto rispetto alle dimensioni dei conduttori. La capacità del condensatore è dove q è la carica della piastra positiva, U è la tensione tra le piastre. La capacità di un condensatore dipende dal suo disegno geometrico e dalla permeabilità elettrica del dielettrico che lo riempie e non dipende dalla carica delle armature. Condensatore

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La capacità elettrica di due conduttori è il rapporto tra la carica di uno dei conduttori e la differenza di potenziale tra questo conduttore e quello vicino. Unità di capacità - farad - [ F ] Devi sapere questo:

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La capacità di un condensatore piatto è dove S è l'area di ciascuna delle piastre, d è la distanza tra loro, ε è la permittività della sostanza tra le piastre. Si presume che le dimensioni geometriche delle lastre siano grandi rispetto alla distanza tra loro. Ricordati che…

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Energia del condensatore

W = qU/2 W=q2 /2C U

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Tipi di condensatori

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Attualmente, i condensatori di carta sono ampiamente utilizzati per tensioni di diverse centinaia di volt e una capacità di diversi microfarad. In tali condensatori, le piastre sono due lunghe strisce di sottile lamina metallica e la guarnizione isolante tra di esse è una striscia di carta leggermente più larga impregnata di paraffina. Una delle copertine è ricoperta di nastro di carta, quindi i nastri vengono arrotolati strettamente e riposti in una custodia speciale. Tale condensatore, avente le dimensioni di una scatola di fiammiferi, ha una capacità di 10 microfarad (una sfera metallica di tale capacità avrebbe un raggio di 90 km). condensatore di carta

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Condensatore ceramico I condensatori ceramici sono utilizzati nell'ingegneria radio. Il dielettrico in essi è una ceramica speciale. Le piastre dei condensatori ceramici sono realizzate sotto forma di uno strato di argento depositato sulla superficie ceramica e protetto da uno strato di vernice. I condensatori ceramici sono prodotti in capacità da unità a centinaia di picofarad e tensioni da centinaia a migliaia di volt.

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Condensatore variabile.

Scrivi dispositivo condensatore

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Scrivi qual è la loro capacità elettrica.

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APPLICAZIONE DEI CONDENSATORI

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Qual è la capacità di un condensatore se la carica del condensatore è 10 nC e la differenza di potenziale è 20 kV. Ora il compito...

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Ad un condensatore da 10 µF è stata caricata una carica di 4 µC. Qual è l'energia di un condensatore carico. Ora il compito...

Peter van Muschenbroek ()

Cos'è un condensatore? Condensatore (dal latino condensare “addensare”, “addensare”) un dispositivo a due terminali con un certo valore di capacità e bassa conduttività ohmica; un dispositivo per accumulare l'energia di un campo elettrico. Il condensatore è un componente elettronico passivo. Solitamente è costituito da due elettrodi in forma di piastre (dette piastre), separati da un dielettrico, il cui spessore è ridotto rispetto alle dimensioni delle piastre.

Proprietà del condensatore Condensatore in un circuito corrente continua può condurre corrente nel momento in cui è incluso nel circuito (il condensatore è carico o ricaricato), al termine del processo transitorio, la corrente non scorre attraverso il condensatore, poiché le sue armature sono separate da un dielettrico. In un circuito a corrente alternata, conduce oscillazioni di corrente alternata mediante ricarica ciclica del condensatore, chiudendo la cosiddetta corrente di polarizzazione del circuito CC della corrente alternata con la corrente di polarizzazione

In termini di metodo delle ampiezze complesse, il condensatore ha un'impedenza complessa: il metodo delle ampiezze complesse, l'impedenza La frequenza di risonanza del condensatore è: Frequenza di risonanza Quando il condensatore nel circuito di corrente alternata si comporta come un induttore. Pertanto, è consigliabile utilizzare un condensatore solo a frequenze alle quali la sua resistenza è di natura capacitiva. Di solito la massima frequenza operativa del condensatore è circa 23 volte inferiore a quella dell'induttore risonante

Parametri principali. Capacità La caratteristica principale di un condensatore è la sua capacità, che caratterizza la capacità del condensatore di accumularsi carica elettrica. Il valore della capacità nominale appare nella designazione del condensatore, mentre la capacità effettiva può variare in modo significativo a seconda di molti fattori. La capacità effettiva di un condensatore determina le sue proprietà elettriche. Quindi, per definizione di capacità, la carica sull'armatura è proporzionale alla tensione tra le armature (q = CU). I valori tipici di capacità vanno da pochi picofarad a centinaia di microfarad. Tuttavia, ci sono condensatori con una capacità fino a decine di farad. capacità carica elettrica tensione di carica farad La capacità di un condensatore piatto, costituito da due piastre metalliche parallele con un'area ciascuna, poste a una distanza d l'una dall'altra, nel sistema SI è espressa dalla formula SI

Per ottenere grandi capacità, i condensatori sono collegati in parallelo. In questo caso, la tensione tra le armature di tutti i condensatori è la stessa. La capacità totale di una batteria di condensatori collegati in parallelo è uguale alla somma delle capacità di tutti i condensatori inclusi nella batteria. Se tutti i condensatori collegati in parallelo hanno la stessa distanza tra le piastre e le proprietà del dielettrico, allora questi condensatori possono essere rappresentati come un grande condensatore, diviso in frammenti di un'area più piccola. A connessione seriale condensatori, le cariche di tutti i condensatori sono le stesse, poiché vengono fornite dalla fonte di alimentazione solo agli elettrodi esterni, e sugli elettrodi interni si ottengono solo per la separazione delle cariche che in precedenza si neutralizzavano a vicenda. La capacità totale della batteria di condensatori collegati in serie è

capacità specifica. I condensatori sono anche caratterizzati da capacità specifica, il rapporto tra la capacità e il volume (o massa) del dielettrico. Il valore massimo della capacità specifica viene raggiunto allo spessore minimo del dielettrico, tuttavia, la sua tensione di rottura diminuisce.

Densità di energia La densità di energia di un condensatore elettrolitico dipende dal progetto. La massima densità si ottiene in grandi condensatori, dove la massa dell'involucro è piccola rispetto alla massa delle piastre e dell'elettrolita. Ad esempio, un condensatore EPCOS B4345 con una capacità di uF x 450 V e una massa di 1,9 kg ha una densità di energia di 639 J/kg o 845 J/L. Questo parametro è particolarmente importante quando si utilizza un condensatore come dispositivo di accumulo di energia, con il suo successivo rilascio istantaneo, ad esempio, in un cannone Gauss Pistola Gauss

Tensione nominale Un'altra caratteristica non meno importante dei condensatori è la tensione nominale, il valore di tensione indicato sul condensatore, al quale può funzionare in determinate condizioni durante la sua vita utile mantenendo i parametri entro limiti accettabili. La tensione nominale dipende dal design del condensatore e dalle proprietà dei materiali utilizzati. Durante il funzionamento, la tensione sul condensatore non deve superare la tensione nominale. Per molti tipi di condensatori, con l'aumentare della temperatura, la tensione ammissibile diminuisce, che è associata ad un aumento della velocità termica dei portatori di carica e, di conseguenza, a una diminuzione dei requisiti per la formazione di guasti elettrici.

Polarità Molti condensatori dielettrici di ossido (elettrolitici) funzionano solo con la corretta polarità di tensione a causa della natura chimica dell'interazione dell'elettrolita con il dielettrico. Con la polarità della tensione inversa, i condensatori elettrolitici di solito si guastano a causa della distruzione chimica del dielettrico, seguita da un aumento della corrente, dall'ebollizione dell'elettrolita all'interno e, di conseguenza, con la probabilità di un'esplosione della custodia.