Prezentácia fyziky o histórii vytvorenia kondenzátora. Kondenzátory, ich úloha a funkcie. sa rovná jednej, ak im pri ukladaní poplatkov
Snímka 1
Vyplnil: Dima Karetko, študent 10 “A” Školiteľ: Popova Irina Aleksandrovna, učiteľ fyziky Belovo 2011 Mestská vzdelávacia inštitúcia “Stredná škola č. 30 Belovo” Kondenzátory Miiproekt vo fyzikeSnímka 2
Plán Úvod Kondenzátory Základné parametre kondenzátora Klasifikácia kondenzátorov Použitie kondenzátorov Záver Literatúra
Snímka 3
Úvod Systém vodičov s veľmi vysokou elektrickou kapacitou nájdete v akomkoľvek rádiovom prijímači alebo si ho kúpite v obchode. Nazýva sa to kondenzátor. Teraz zistíte, ako fungujú podobné systémy a od čoho závisí ich elektrická kapacita.
Snímka 4
Kondenzátory Kondenzátor je dvojpólová sieť s určitou hodnotou kapacity a nízkou ohmickou vodivosťou; zariadenie na uchovávanie energie elektrického poľa.
Snímka 5
Základné parametre kondenzátora: 1) Kapacita: kapacita sa objavuje v označení kondenzátora, pričom skutočná kapacita sa môže výrazne líšiť v závislosti od mnohých faktorov. Skutočná kapacita je určená elektrickými vlastnosťami. 2) Špecifická kapacita sa nazýva pomer kapacity k objemu (alebo hmotnosti) dielektrika. 3) Menovité napätie - hodnota napätia uvedená na kondenzátore, pri ktorej môže pracovať za stanovených podmienok počas svojej životnosti pri zachovaní parametrov v prijateľných medziach. 4) Polarita: Mnoho oxidových dielektrických (elektrolytických) kondenzátorov pracuje iba so správnou polaritou napätia v dôsledku chemických charakteristík interakcie elektrolytu s dielektrikom.
Snímka 6
Klasifikácia kondenzátorov Vákuové kondenzátory (dosky bez dielektrika sú vo vákuu). Kondenzátory s plynným dielektrikom. Kondenzátory s tekutým dielektrikom. Kondenzátory s pevným anorganickým dielektrikom: sklo (sklo-smalt, sklokeramika), sľuda, tenkovrstvové anorganické filmy. Kondenzátory s pevným organickým dielektrikom: papier, kov-papier, film. Elektrolytické a oxidovo-polovodičové kondenzátory (Takéto kondenzátory sa líšia od všetkých ostatných typov predovšetkým svojou obrovskou špecifickou kapacitou). Permanentné kondenzátory sú hlavnou triedou kondenzátorov, ktoré nemenia svoju kapacitu. Variabilné kondenzátory- kondenzátory, ktoré umožňujú zmenu kapacity. Trimmerové kondenzátory sú kondenzátory, ktorých kapacita sa mení pri jednorazovom alebo periodickom nastavovaní.
Snímka 7
Použitie kondenzátorov Kondenzátory sa používajú na zostavenie rôznych obvodov s frekvenčne závislými vlastnosťami.Pri rýchlom vybití kondenzátora je možné získať vysokovýkonný impulz, napríklad pri fotografovaní. Pretože kondenzátor dokáže udržať náboj po dlhú dobu, môže byť použitý ako pamäťový prvok alebo zariadenie na ukladanie elektrickej energie. V priemyselnej elektrotechnike sa kondenzátory používajú na kompenzáciu jalového výkonu a vo filtroch vyšších harmonických. Prevodník(IP) malé pohyby: malá zmena vzdialenosti medzi doskami má veľmi výrazný vplyv na kapacitu kondenzátora. IP vlhkosti vzduchu (zmena zloženia dielektrika vedie k zmene kapacity) IP vlhkosti dreva V reléových ochranných a automatizačných obvodoch sa kondenzátory používajú na implementáciu logiky činnosti niektorých ochrán.
(lat. condenso - zhutniť, zahustiť) - výmenník tepla, výmenník tepla, v ktorom sa uskutočňuje proces kondenzácie, proces fázového prechodu chladiva z pary do kvapalného stavu v dôsledku odvádzania tepla chladnejším chladivom.
Princíp fungovania
Kondenzátor zvyčajne prijíma prehriate pary chladiacej kvapaliny, ktoré sa ochladzujú na teplotu nasýtenia a kondenzáciou prechádzajú do kvapalnej fázy. Na kondenzáciu pary je potrebné odobrať z každej jednotky jej hmotnosti teplo rovnajúce sa špecifickému kondenzačnému teplu. Záležiac na
chladiace médium (chladivo), kondenzátory možno rozdeliť na tieto typy: chladené vodou, chladenie vodou-vzduch (odparovacie), chladené vzduchom, chladené vriacim chladivom v kondenzátore výparníka, chladené produktom procesu. Výber typu kondenzátora závisí od podmienok aplikácie.
Aplikácia
Kondenzátory sa používajú v tepelných a jadrových elektrárňach na kondenzáciu odpadovej pary z turbín. V tomto prípade na každú tonu kondenzovanej pary pripadá asi 50 ton chladiacej vody. Preto je potreba tepelných elektrární a najmä jadrových elektrární veľmi vysoká - až 600 tisíc m³/hod.
V chladiacich jednotkách sa kondenzátory používajú na kondenzáciu pár chladiva, napríklad freónu. V chemickej technológii sa kondenzátory používajú na získanie čistých látok (destilátov) po destilácii.
Princíp kondenzácie sa úspešne používa aj na oddeľovanie zmesí pár rôznych látok, pretože k ich kondenzácii dochádza pri rôznych teplotách.
Odrody
Na základe princípu výmeny tepla sa kondenzátory delia na zmiešavacie (miešacie) a povrchové kondenzátory. V zmiešavacích kondenzátoroch je vodná para v priamom kontakte s chladiacou vodou a v povrchových kondenzátoroch sú pary pracovnej tekutiny oddelené
steny od chladiacej kvapaliny. Povrchové kondenzátory sa delia podľa
nasledujúce vlastnosti:
v smere prúdenia chladiacej kvapaliny: priamoprúdový, protiprúdový a s priečnym prúdením chladiva;
podľa počtu zmien smeru pohybu chladiacej kvapaliny - na jednoprechodový, dvojpriechodový atď.;
počtom sériovo zapojených puzdier - jednostupňové, dvojstupňové atď.
podľa dizajnu: plášť a rúrka, doska atď.
Kondenzátor chladničky "Minsk-10"
Pasterizátor
Proces pasterizácie predstavuje privedenie teploty produktu na určitú hodnotu technologické požiadavky hodnotu a jej udržanie na tejto teplote po určitú dobu, ako aj následné ochladenie produktu na skladovaciu teplotu.
Pasterizácia sa vykonáva pomocou špeciálneho zariadenia - pasterizátora.
Rozsah použitia tohto zariadenia je pasterizácia (tepelné spracovanie) a chladenie v prúde rôznych potravinárskych výrobkov: pasterizácia mlieka, smotany, džúsov, vína, piva, kvasu atď.
Režimy pasterizácie vždy znamenajú pomer doby zdržania pri teplote pasterizácie a skutočnej teploty pasterizácie. Vo vzťahu k mliekarenskému priemyslu: Aseptická pasterizácia - 4 sekundy 137 stupňov Celzia. Neaseptická pasterizácia má širokú škálu parametrov, napríklad suroviny na výrobu jogurtov sa zvyčajne pasterizujú pri týchto parametroch: doba výdrže 300 sekúnd, teplota 97 stupňov Celzia. Ak bola surovina predtým podrobená baktofugácii, možno použiť oveľa viac mäkké režimy, napríklad rýchlosť uzávierky 120 sekúnd a teplota 67 stupňov Celzia.
Druhy pasterizátorov
Na základe typu pracovného cyklu možno pasterizátory rozdeliť na periodické (diskrétne) a kontinuálne.
Diskrétne pasterizátory Kvôli vysokým prevádzkovým nákladom sa v priemysle používajú len zriedka, napríklad autoklávy v konzervárenskom priemysle.
Kontinuálne pasterizátory široko používané v mliekarenskom, džúsovom a pivovarníckom priemysle. Diskrétne pasterizátory v v súčasnostiširoko používaný pri výrobe kečupov.
Podľa druhu spracovávaných surovín možno pasterizátory rozdeliť na pasterizátory tekutín, pást a pasterizátory balených produktov.
Podľa typu podmienok pasterizácie - aseptické (sterilné) a neaseptické (nesterilné). Aseptické pasterizátory môžeme rozdeliť na pasterizátory s priamym ohrevom produktu (zvyčajne sterilnou parou) a s ohrevom produktu pomocou teplovýmennej jednotky ("horúci okruh"). V pasterizéroch s priamym ohrevom produktu sa produkt chladí vo vákuových komorách (odvzdušňovačoch), v pasterizéroch s produktom ohrievaným pomocou teplovýmennej jednotky - v regeneračnej časti výmenníka tepla (nie vždy, existujú prevedenia, v ktorých chladenie sa vykonáva s cirkulujúcou/ľadovou vodou).
Doskové pasterizátory sa používajú na tepelné spracovanie produktov s nízkou viskozitou (mlieko, džúsy, čaj, nápoje a pod.) v tenkovrstvovom kontinuálnom prúde.
Rúrkové pasterizátory sa používajú na spracovanie produktov rôzneho stupňa viskozity (mlieko, mliečne nápoje, smotana, zmrzlinové zmesi, smotany, majonézy, kečupy atď.) v uzavretom toku. Rúrkové výmenníky tepla sa porovnávajú cenovo priaznivo a sú jednoduchšie na výrobu v porovnaní s doskovými výmenníkmi tepla. Použitie inštalácie umožňuje spracovať produkt pri vysokom tlaku, teplote a rýchlosti; a tiež úplne eliminovať prenikanie jedného prostredia do druhého. Inštalácia má dobrú tepelnú aktivitu.
Škrabkové pasterizátory sa používajú na pasterizáciu a chladenie výrobkov s vysokou viskozitou (ťažká smotana, tvarohová zmes, zmrzlinová zmes, paradajkový pretlak, kečup). Výmenníky tepla so škrabaným povrchom zaisťujú rovnomerný ohrev alebo chladenie produktu vďaka jeho nútenému miešaniu v kanáli výmenníka tepla.
Výparník
- výmenník tepla, v ktorom sa proces fázového prechodu kvapalného chladiva do parného a plynného stavu uskutočňuje v dôsledku dodávky z teplejšieho chladiva. Touto horúcou tekutinou je zvyčajne voda, vzduch, soľanka resp
plynné, kvapalné alebo tuhé technologické produkty. Keď proces fázového prechodu prebieha na povrchu kvapaliny, nazýva sa to vyparovanie. Ak proces prebieha v celej hĺbke kvapaliny s tvorbou parných bublín, potom sa to nazýva varenie. Fázový prechod môže nastať buď s homogénnou kvapalinou, alebo so zmesou kvapalných zložiek.
Aplikácia
V tepelnej energetike je výparník určený na výrobu destilátu, ktorý dopĺňa straty kondenzátu v parných elektrárňach. Sú tu výparníky vyhrievané spalinami opúšťajúcimi kotolne. Para vyrobená v takýchto výparníkoch môže byť použitá ako na doplnenie strát kondenzátu, tak aj na zásobovanie teplom. Vysokokapacitné výparníky sa používajú v jadrových elektrárňach v blízkosti morí a oceánov na odsoľovanie morskej vody. Na námorných plavidlách sú inštalované odparovače, niekedy nazývané aj odsoľovače. A sú hlavnými prvkami chladiace jednotky, v ktorej sa odparuje chladivo, určené na priame (alebo cez soľanku) chladenie chladiacich komôr.
Klasifikácia
Na základe povahy chladeného média (podľa jeho zamýšľaného účelu) sa rozlišujú výparníky na chladenie kvapalných chladív a technologických výrobkov; na chladenie vzduchu a plynných produktov procesu, t.j. pri priamom
výmena tepla medzi chladeným predmetom a chladivom; na chladenie pevných technologických výrobkov; výparníky-kondenzátory.
V závislosti od podmienok cirkulácie chladenej kvapaliny môžu byť výparníky uzavretého alebo otvoreného typu. Výparníky uzavretého typu sa nazývajú výparníky s
uzavretý obehový systém chladenej kvapaliny čerpanej čerpadlom. Patria sem rúrkové a rúrkové výparníky. Výparníky otvorené
typu sa nazývajú výparníky s otvorenou hladinou chladenej kvapaliny, ktorej cirkuláciu vytvára miešadlo. Patria sem vertikálne rúrkové a panelové výparníky.
Podľa charakteru náplne chladiva sa výparníky delia na zaplavené a nezaplavené. Posledne menované zahŕňajú zavlažovanie, rúrkové rúrky s varením v potrubiach, ako aj špirálové výparníky s horným prívodom kvapaliny.
Výparníky sú tiež rozdelené do skupín v závislosti od povrchu, na ktorom chladivo vrie: v medzitrubkovom priestore (zaplavené a zavlažovacie rúrky) alebo vo vnútri rúr a kanálov (škrupina a rúrka s varom v rúrkach, zvislá rúrka a panel). Posledné rozdelenie je dôležité z hľadiska výberu modelu na výpočet prenosu tepla vriacej kvapaliny.
Na základe charakteru pohybu chladiva sa rozlišujú výparníky s prirodzeným a núteným obehom.
Princíp fungovania
Plášťový výparník pozostáva zo širokého horizontálneho valca (plášťa), vo vnútri ktorého sú rúrkové plechy. Tieto mriežky sú rad tenkých medené rúrky, cez ktorý preteká chladiaca kvapalina (voda). Priemer takýchto rúrok je v nich v priemere 20–25 cm
Chladiaca kvapalina sa pohybuje rýchlosťou až 2 m/s. V priestore medzi rúrkovnicami je vriaceho chladiva. Na oba okraje mriežky sú pripevnené trysky, ktoré sú spojené
do systému vodného chladenia. Pre zvýšenie prestupu tepla má vonkajšia časť mriežky rebrá, počas prevádzky sa chladivo pohybuje trubicami od spodnej časti výparníka smerom nahor. Počas svojho pohybu ochladzuje vodu, ktorá cirkuluje z vonkajšej strany rúrok. Deliace priečky vo vnútri valca zabezpečujú pohyb vody s rýchlosťou 0,5 až 3 m/s.
Konštrukcia doskového výparníka pozostáva z niekoľkých radov jednorozmerných oceľové dosky, navzájom spojené podľa princípu „rybia kosť“. Chladivo a chladivo v takomto výparníku sa nepohybujú paralelne navzájom, ale smerom k sebe, každý vo svojom vlastnom nezávislom okruhu. V porovnaní s inými typmi výparníkov majú doskové výparníky množstvo nepopierateľných výhod: majú malé rozmery; menej náchylné na poruchy a v prípade porúch sú odolné voči zamrznutiu; majú vysoký výkon.
9. ročník 5klass.net
Snímka 2
Účel lekcie:
Vytvorte pojem elektrickej kapacity; Zadajte nová charakteristika– elektrická kapacita kondenzátora a jeho merná jednotka. Zvážte typy kondenzátorov a miesto ich použitia
Snímka 3
Zopakujme si... Možnosť 1 1) Kto a kedy bola vytvorená teória? elektromagnetického poľa a čo je jeho podstatou. 2) Vymenuj druhy elektromagnetických vĺn. Infračervené žiarenie, jeho vlastnosti a vplyv na ľudský organizmus. Možnosť 2 1) Ako sa volá elektromagnetická vlna?. Aké sú hlavné vlastnosti elektromagnetického vlnenia? 2) Vymenuj druhy elektromagnetických vĺn. Röntgenové žiarenie, jeho vlastnosti a vplyv na ľudský organizmus.
Snímka 4
Kondenzátor pozostáva z dvoch vodičov oddelených dielektrickou vrstvou, ktorej hrúbka je malá v porovnaní s veľkosťou vodičov. Elektrická kapacita kondenzátora sa rovná kde q je náboj kladnej dosky, U je napätie medzi doskami. Elektrická kapacita kondenzátora závisí od jeho geometrického dizajnu a elektrickej permitivity dielektrika, ktoré ho vypĺňa, a nezávisí od náboja dosiek. Kondenzátor
Snímka 5
Elektrická kapacita dvoch vodičov je pomer náboja jedného z vodičov k potenciálnemu rozdielu medzi týmto vodičom a susedným vodičom. Jednotkou merania kapacity je farad – [F] Musíte vedieť toto:
Snímka 6
Elektrická kapacita plochého kondenzátora sa rovná kde S je plocha každej dosky, d je vzdialenosť medzi nimi, ε je dielektrická konštanta látky medzi doskami. Predpokladá sa, že geometrické rozmery dosiek sú veľké v porovnaní so vzdialenosťou medzi nimi. Zapamätaj si to...
Snímka 7
Energia kondenzátora
W = qU/2 W=q2/2C U
Snímka 8
Typy kondenzátorov
Snímka 9
V súčasnosti sú papierové kondenzátory široko používané pre napätie niekoľko stoviek voltov a kapacitu niekoľkých mikrofarád. V takýchto kondenzátoroch sú dosky dva dlhé pásy tenkej kovovej fólie a izolačná vložka medzi nimi je trochu širší pás papiera impregnovaný parafínom. Jeden z krytov je pokrytý papierovou páskou, potom sú pásky pevne zvinuté do kotúča a umiestnené do špeciálneho puzdra. Takýto kondenzátor veľkosti zápalkovej škatuľky má kapacitu 10 μF (kovová gulička takejto kapacity by mala polomer 90 km). Papierový kondenzátor
Snímka 10
Keramický kondenzátor Keramické kondenzátory sa používajú v rádiotechnike. Dielektrikom v nich je špeciálna keramika. Výstelky keramických kondenzátorov sú vyrobené vo forme vrstvy striebra nanesenej na povrch keramiky a chránené vrstvou laku. Keramické kondenzátory sa vyrábajú s kapacitami od jednotiek do stoviek pikofaradov a napätí od stoviek do tisícov voltov.
Snímka 11
Variabilný kondenzátor.
Zapíšte si zariadenie kondenzátora
Snímka 12
Napíšte, akú majú elektrickú kapacitu.
Snímka 13
APLIKÁCIA KONDENZÁTOROV
Snímka 14
Aká je elektrická kapacita kondenzátora, ak je náboj kondenzátora 10 nC a potenciálny rozdiel je 20 kV. A teraz úloha...
Snímka 15
Kondenzátor 10 uF dostal náboj 4 uC. Aká je energia nabitého kondenzátora. A teraz úloha...
Pieter van Muschenbrouck ()
Čo je to kondenzátor? Kondenzátor (z latinčiny kondenzovať „zhutniť“, „zahustiť“) je dvojpólová sieť s určitou hodnotou kapacity a nízkou ohmickou vodivosťou; zariadenie na uchovávanie energie elektrického poľa. Kondenzátor je pasívna elektronická súčiastka. Typicky pozostáva z dvoch elektród v tvare dosiek (nazývaných dosky) oddelených dielektrikom, ktorého hrúbka je malá v porovnaní s rozmermi dosiek.
Vlastnosti kondenzátora Kondenzátor v obvode priamy prúd môže viesť prúd v okamihu, keď je zapojený do obvodu (kondenzátor je nabitý alebo dobitý); na konci procesu prechodu cez kondenzátor nepreteká žiadny prúd, pretože jeho dosky sú oddelené dielektrikom. V obvode striedavého prúdu vedie oscilácie striedavého prúdu cyklickým dobíjaním kondenzátora a uzatvára takzvaný predpätý prúd jednosmerného obvodu s predpätím.
Z hľadiska metódy komplexnej amplitúdy má kondenzátor komplexnú impedanciu: metóda komplexnej amplitúdy Rezonančná frekvencia kondenzátora sa rovná: Rezonančná frekvencia Keď sa kondenzátor v obvode striedavého prúdu správa ako tlmivka. Preto je vhodné použiť kondenzátor len pri frekvenciách, pri ktorých je jeho odpor kapacitného charakteru. Typicky je maximálna pracovná frekvencia kondenzátora asi 23-krát nižšia ako rezonančná tlmivka
Hlavné parametre. Kapacita Hlavnou charakteristikou kondenzátora je jeho kapacita, ktorá charakterizuje schopnosť kondenzátora akumulovať nabíjačka. Označenie kondenzátora udáva hodnotu nominálnej kapacity, pričom skutočná kapacita sa môže výrazne líšiť v závislosti od mnohých faktorov. Skutočná kapacita kondenzátora určuje jeho elektrické vlastnosti. Takže podľa definície kapacity je náboj na doske úmerný napätiu medzi doskami (q = CU). Typické hodnoty kapacity sa pohybujú od niekoľkých pikofarád až po stovky mikrofarád. Existujú však kondenzátory s kapacitou až desiatky farad. kapacitaelektrický náboj nábojové napätiefarad Kapacita plochého kondenzátora pozostávajúceho z dvoch rovnobežných kovových dosiek s plochou, z ktorých každá je umiestnená vo vzdialenosti d od seba, v sústave SI je vyjadrená vzorcom SI
Na získanie veľkých kapacít sú kondenzátory zapojené paralelne. V tomto prípade je napätie medzi doskami všetkých kondenzátorov rovnaké. Celková kapacita batérie paralelne zapojených kondenzátorov sa rovná súčtu kapacít všetkých kondenzátorov zahrnutých v batérii. Ak majú všetky paralelne zapojené kondenzátory rovnakú vzdialenosť medzi doskami a rovnaké dielektrické vlastnosti, potom môžu byť tieto kondenzátory reprezentované ako jeden veľký kondenzátor, rozdelený na fragmenty menšej plochy. O sériové pripojenie kondenzátory, náboje všetkých kondenzátorov sú rovnaké, pretože sú dodávané zo zdroja energie iba na vonkajšie elektródy a na vnútorných elektródach sa získavajú iba v dôsledku oddelenia nábojov, ktoré sa predtým navzájom neutralizovali. Celková kapacita batérie sériovo zapojených kondenzátorov sa rovná
Špecifická kapacita. Kondenzátory sú tiež charakterizované špecifickou kapacitou, pomerom kapacity k objemu (alebo hmotnosti) dielektrika. Maximálna hodnota mernej kapacity sa dosiahne pri minimálnej hrúbke dielektrika, ale zároveň sa zníži jeho prierazné napätie.
Hustota energie Hustota energie elektrolytického kondenzátora závisí od konštrukcie. Maximálna hustota sa dosahuje pri veľkých kondenzátoroch, kde je hmotnosť krytu malá v porovnaní s hmotnosťou dosiek a elektrolytu. Napríklad kondenzátor EPCOS B4345 s kapacitou µF x 450 V a hmotnosťou 1,9 kg má hustotu energie 639 J/kg alebo 845 J/l. Tento parameter je obzvlášť dôležitý pri použití kondenzátora ako zariadenia na ukladanie energie, po ktorom nasleduje jeho okamžité uvoľnenie, napríklad v Gaussovej pištoli.
Menovité napätie Ďalšou nemenej dôležitou charakteristikou kondenzátorov je menovité napätie - hodnota napätia uvedená na kondenzátore, pri ktorej môže pracovať za stanovených podmienok počas svojej životnosti pri zachovaní parametrov v prijateľných medziach. Menovité napätie závisí od konštrukcie kondenzátora a vlastností použitých materiálov. Počas prevádzky by napätie na kondenzátore nemalo prekročiť menovité napätie. Pri mnohých typoch kondenzátorov pri zvyšovaní teploty prípustné napätie klesá, čo je spojené so zvýšením tepelnej rýchlosti nosičov náboja a tým aj znížením požiadaviek na vznik elektrického prierazu.teplotná rýchlosť nosiča náboja
Polarita Mnoho oxidových dielektrických (elektrolytických) kondenzátorov pracuje iba vtedy, keď je polarita napätia správna, kvôli chemickým vlastnostiam interakcie elektrolytu s dielektrikom. Pri obrátenej polarite napätia zvyčajne zlyhajú elektrolytické kondenzátory v dôsledku chemickej deštrukcie dielektrika s následným zvýšením prúdu, varom elektrolytu vo vnútri a následkom toho s možnosťou výbuchu puzdra.výbuch elektrolytického elektrolytu
