Fysik presentation om historien om skapandet av en kondensator. Kondensatorer, deras roll och funktioner. är lika med ett om, när de tilldelar dem avgifter

Bild 1

Kompletterad av: Dima Karetko, elev 10 “A” Handledare: Popova Irina Aleksandrovna, fysiklärare Belovo 2011 Kommunal läroanstalt “Secondary school No. 30 Belovo” Kondensatorer Miiproekt i fysik

Bild 2

Plan Introduktion Kondensatorer Grundläggande parametrar för en kondensator Klassificering av kondensatorer Tillämpning av kondensatorer Slutsats Litteratur

Bild 3

Inledning Du kan hitta ett system med ledare med mycket hög elektrisk kapacitet i vilken radiomottagare som helst eller köpa det i en butik. Det kallas en kondensator. Nu får du reda på hur de fungerar liknande system och vad deras elektriska kapacitet beror på.

Bild 4

Kondensatorer En kondensator är ett tvåterminalt nätverk med ett visst kapacitansvärde och låg ohmsk konduktivitet; anordning för lagring av elektrisk fältenergi.

Bild 5

Grundparametrar för en kondensator: 1) Kapacitet: Kapacitans visas i beteckningen på en kondensator, medan den faktiska kapacitansen kan variera avsevärt beroende på många faktorer. Verklig kapacitet bestäms av elektriska egenskaper. 2) Specifik kapacitans kallas förhållandet mellan kapacitans och volymen (eller massan) av ett dielektrikum. 3) Märkspänning - det spänningsvärde som anges på kondensatorn vid vilket den kan arbeta under specificerade förhållanden under dess livslängd samtidigt som parametrarna bibehålls inom acceptabla gränser. 4) Polaritet: Många dielektriska (elektrolytiska) oxidkondensatorer fungerar endast med korrekt spänningspolaritet på grund av de kemiska egenskaperna hos interaktionen mellan elektrolyten och dielektrikumet.

Bild 6

Klassificering av kondensatorer Vakuumkondensatorer (plattor utan dielektrikum är i vakuum). Kondensatorer med gasformig dielektrikum. Kondensatorer med flytande dielektrikum. Kondensatorer med ett fast oorganiskt dielektrikum: glas (glas-emalj, glaskeramik), glimmer, oorganiska filmer i tunna skikt. Kondensatorer med fast organisk dielektrikum: papper, metallpapper, film. Elektrolytiska och oxid-halvledarkondensatorer (Sådana kondensatorer skiljer sig från alla andra typer främst genom sin enorma specifika kapacitans). Permanenta kondensatorer är huvudklassen av kondensatorer som inte ändrar sin kapacitet. Variabla kondensatorer- kondensatorer som tillåter en förändring av kapacitansen. Trimmerkondensatorer är kondensatorer vars kapacitans ändras under engångs- eller periodisk justering.

Bild 7

Tillämpning av kondensatorer Kondensatorer används för att bygga olika kretsar med frekvensberoende egenskaper När en kondensator snabbt laddas ur kan en högeffektspuls erhållas till exempel i fotoblixtar. Eftersom en kondensator kan behålla en laddning under lång tid kan den användas som ett minneselement eller en lagringsenhet för elektrisk energi. Inom industriell elektroteknik används kondensatorer för att kompensera reaktiv effekt och i filter med högre övertoner. Givare(IP) små rörelser: en liten förändring i avståndet mellan plattorna har en mycket märkbar effekt på kondensatorns kapacitans. IP av luftfuktighet (en förändring i sammansättningen av dielektrikumet leder till en förändring i kapacitans) IP av träfuktighet I reläskydd och automationskretsar används kondensatorer för att implementera logiken för driften av vissa skydd.

(lat. condenso - kompakt, tjockna) - en värmeväxlare, en värmeväxlare i vilken kondensationsprocessen utförs, processen för fasövergång av kylvätskan från en ånga till ett flytande tillstånd på grund av värmeavlägsnande av ett kallare kylmedel.

Funktionsprincip

Kondensorn tar vanligtvis emot överhettade kylmedelsångor, som kyls till mättnadstemperatur och, kondenserande, går över i vätskefasen. För att kondensera ånga är det nödvändigt att ta bort värme från varje enhet av dess massa som är lika med det specifika kondensationsvärmet. Beroende på

kylmedium (kylvätska), kondensorer kan delas in i följande typer: vattenkyld, vatten-luft (evaporativ) kylning, luftkyld, kyld av kokande köldmedium i förångarkondensorn, kyld av processprodukten. Valet av kondensatortyp beror på applikationsförhållandena.

Ansökan

Kondensorer används i värme- och kärnkraftverk för att kondensera avgaser från turbiner. I det här fallet finns det cirka 50 ton kylvatten för varje ton kondenserande ånga. Därför är behovet av termiska kraftverk och särskilt kärnkraftverk för vatten mycket högt - upp till 600 tusen m³/timme.

I kylaggregat används kondensorer för att kondensera köldmedieångor, som freon. Inom kemisk teknik används kondensorer för att få rena ämnen (destillat) efter destillation.

Kondensationsprincipen används också framgångsrikt för att separera blandningar av ångor av olika ämnen, eftersom deras kondensering sker vid olika temperaturer.

Olika sorter

Baserat på principen om värmeväxling är kondensatorer uppdelade i blandnings- (blandning) och ytkondensatorer. I blandningskondensorer är vattenånga i direkt kontakt med kylvatten och i ytkondensorer separeras arbetsvätskeångorna

väggen från kylvätskan. Ytkondensatorer är indelade efter

följande funktioner:

i kylvätskeflödenas riktning: direktflöde, motflöde och med tvärgående kylvätskeflöde;

enligt antalet ändringar i kylvätskans rörelseriktning - till enkelpass, dubbelpass, etc.;

efter antalet seriekopplade hus - enstegs, tvåstegs, etc.

genom design: skal och rör, tallrik, etc.

Kylskåpskondensor "Minsk-10"

pastöriserare

Pasteuriseringsprocess representerar att få produktens temperatur till en viss tekniska krav värde och hålla den vid denna temperatur under en tid, samt efterföljande kylning av produkten till lagringstemperatur.

Pastörisering utförs med hjälp av specialutrustning - en pastöriserare.

Tillämpningsområdet för denna utrustning är pastörisering (värmebehandling) och kylning i flödet av olika livsmedelsprodukter: pastörisering av mjölk, grädde, juice, vin, öl, kvass, etc.

Pastöriseringslägen betyder alltid förhållandet mellan hålltid vid pastöriseringstemperatur och den faktiska pastöriseringstemperaturen. I förhållande till mejeriindustrin: Aseptisk pastörisering - 4 sekunder 137 grader Celsius. Icke-aseptisk pastörisering har en mängd olika parametrar, till exempel pastöriseras råvaror för tillverkning av yoghurt vanligtvis med följande parametrar: hålltid 300 sekunder, temperatur 97 grader Celsius. Om råvaran tidigare har utsatts för bactofugation kan mycket mer användas mjuka lägen, till exempel en slutartid på 120 sekunder och en temperatur på 67 grader Celsius.

Typer av pastöriseringsmedel

Baserat på typen av driftscykel kan pastöriserare delas in i periodisk (diskret) och kontinuerlig.

Diskreta pastöriserare På grund av höga driftskostnader används de sällan inom industrin, till exempel autoklaver inom konservindustrin.

Kontinuerliga pastöriserare används ofta inom mejeri-, juice- och bryggeriindustrin. Diskreta pastöriserare i för närvarande används ofta vid tillverkning av ketchups.

Baserat på typen av bearbetade råvaror kan pastöriserare delas in i pastöriserare av vätskor, pastörer och pastörisatorer av förpackade produkter.

Efter typ av pastöriseringsförhållanden - aseptisk (steril) och icke-aseptisk (icke-steril). Aseptiska pastörisatorer kan delas in i pastörisatorer med direkt uppvärmning av produkten (vanligtvis steril ånga), och med uppvärmning av produkten med hjälp av en värmeväxlarenhet ("hot circuit"). I pastörisatorer med direkt uppvärmning av produkten kyls produkten i vakuumkammare (avluftare), i pastörisatorer med produkten uppvärmd med en värmeväxlarenhet - i regenereringsdelen av värmeväxlaren (inte alltid, det finns konstruktioner där kylning utförs med cirkulerande/isvatten).

Plåtpastörisatorer används för värmebehandling av produkter med låg viskositet (mjölk, juice, te, drycker, etc.) i ett tunt skikt kontinuerligt flöde.

Rörpastörisatorer används för att bearbeta produkter med olika viskositetsgrader (mjölk, mjölkdrycker, grädde, glassblandningar, krämer, majonnäs, ketchup etc.) i ett slutet flöde. Rörvärmeväxlare är prismässigt jämförbara och är enklare att tillverka jämfört med plattvärmeväxlare. Att använda installationen gör det möjligt att bearbeta produkten vid högt tryck, temperatur och hastighet; och även helt eliminera penetrationen av en miljö i en annan. Installationen har god termisk aktivitet.

Skrappastörisatorer används för pastörisering och kylning av produkter med hög viskositet (tung grädde, ostmassablandning, glassblandning, tomatpasta, ketchup). Skrapade ytvärmeväxlare säkerställer enhetlig uppvärmning eller kylning av produkten på grund av dess forcerade blandning i värmeväxlarkanalen.

Förångare

- en värmeväxlare i vilken processen för fasövergång av ett flytande kylmedel till ett ång- och gasformigt tillstånd utförs på grund av tillförseln från ett varmare kylmedel. Denna heta vätska är vanligtvis vatten, luft, saltlösning eller

gasformiga, flytande eller fasta tekniska produkter. När fasövergångsprocessen sker på ytan av en vätska kallas det förångning. Om processen sker genom hela vätskans djup med bildandet av ångbubblor, kallas detta kokning. En fasövergång kan ske med antingen en homogen vätska eller en blandning av flytande komponenter.

Ansökan

Inom termisk kraftteknik är förångaren utformad för att producera ett destillat som fyller på kondensatförlusten i ångkraftverk. Det finns förångare som värms upp av rökgaser som lämnar pannenheterna. Ångan som produceras i sådana förångare kan användas både för att fylla på kondensatförluster och för värmeförsörjning. Förångare med hög kapacitet används vid kärnkraftverk belägna nära hav och oceaner för avsaltning av havsvatten. Förångare, ibland kallade avsaltare, installeras på havsgående fartyg. Och är huvudelementen kylaggregat, där ett köldmedium förångas, avsett för direkt (eller genom saltlösning) kylning av kylkammare.

Klassificering

Baserat på det kylda mediets beskaffenhet (enligt dess avsedda syfte) särskiljs förångare för kylning av flytande kylmedel och tekniska produkter; för kylning av luft och gasformiga processprodukter, dvs när de är direkta

värmeväxling mellan det kylda föremålet och kylmediet; för kylning av fasta tekniska produkter; förångare-kondensatorer.

Beroende på cirkulationsförhållandena för den kylda vätskan kan förångare vara av stängd eller öppen typ. Förångare av sluten typ kallas förångare med

slutet cirkulationssystem av kyld vätska som pumpas av en pump. Dessa inkluderar skal-och-rör- och skal-och-spole-förångare. Förångare öppnar

typ kallas förångare med en öppen nivå av kyld vätska, vars cirkulation skapas av en omrörare. Dessa inkluderar vertikala rör- och panelförångare.

Baserat på köldmediefyllningens karaktär delas förångare in i översvämmade och icke-översvämmade. De sistnämnda inkluderar bevattning, skal-och-rör med kokning i rör, samt slingförångare med topp vätsketillförsel.

Förångare är också indelade i grupper beroende på vilken yta köldmediet kokar på: i mellanrörsutrymmet (shell-och-rör översvämmat och bevattning) eller inuti rör och kanaler (shell-och-rör med kokande i rör, vertikalt-rör och panel). Den sista uppdelningen är viktig ur synvinkeln att välja en modell för att beräkna värmeöverföringen av en kokande vätska.

Baserat på arten av köldmedierörelsen särskiljs förångare med naturlig och forcerad cirkulation.

Funktionsprincip

En skal-och-rörförångare består av en bred horisontell cylinder (hölje), inuti vilken det finns rörplåtar. Dessa galler är en serie tunna kopparrör, genom vilken kylvätska (vatten) strömmar. Diametern på sådana rör är i genomsnitt 20–25 cm i dem

Kylvätskan rör sig med en hastighet på upp till 2 m/s. I utrymmet mellan rörplåtarna finns kokande köldmedium. Munstycken är fästa på båda kanterna av gallret, som är anslutna

till vattenkylningssystemet. För att öka värmeöverföringen har den yttre delen av gallret fenor. Under drift rör sig köldmediet genom rören från förångarens botten och uppåt. Under sin rörelse kyler den vattnet, som cirkulerar från utsidan av rören. Skiljeväggar inuti cylindern ger rörligt vatten med en hastighet på 0,5 till 3 m/s.

Utformningen av en plattförångare består av flera rader av endimensionella stålplattor, kopplade till varandra enligt "fiskbensprincipen". Kylvätskan och köldmediet i en sådan förångare rör sig inte parallellt med varandra, utan mot varandra, var och en inuti sin egen oberoende krets. Jämfört med andra typer av förångare har plattförångare ett antal obestridliga fördelar: de är små i storlek; mindre mottagliga för haverier och i händelse av funktionsfel är de resistenta mot frysning; har hög prestanda.

9:e klass 5klass.net

Bild 2

Syftet med lektionen:

Forma begreppet elektrisk kapacitet; Stiga på ny egenskap– kondensatorns elektriska kapacitet och dess måttenhet. Tänk på vilka typer av kondensatorer och var de används

Bild 3

Låt oss upprepa... Alternativ 1 1) Vem och när skapades teorin? elektromagnetiskt fält och vad är dess väsen. 2) Lista typerna av elektromagnetiska vågor. Infraröd strålning, dess egenskaper och effekter på människokroppen. Alternativ 2 1) Vad heter elektromagnetisk våg?. Vilka är de viktigaste egenskaperna hos en elektromagnetisk våg? 2) Lista typerna av elektromagnetiska vågor. Röntgenstrålning, dess egenskaper och effekt på människokroppen.

Bild 4

En kondensator består av två ledare åtskilda av ett dielektriskt skikt, vars tjocklek är liten jämfört med ledarnas storlek. Den elektriska kapaciteten hos kondensatorn är lika med där q är laddningen av den positiva plattan, U är spänningen mellan plattorna. Den elektriska kapaciteten hos en kondensator beror på dess geometriska design och den elektriska permittiviteten hos det dielektriska materialet som fyller den och beror inte på plattornas laddning. Kondensator

Bild 5

Den elektriska kapacitansen för två ledare är förhållandet mellan laddningen av en av ledarna och potentialskillnaden mellan denna ledare och den intilliggande. Måttenheten för kapacitans är farad – [F] Du måste veta detta:

Bild 6

Den elektriska kapaciteten hos en platt kondensator är lika med där S är arean för var och en av plattorna, d är avståndet mellan dem, ε är den dielektriska konstanten för ämnet mellan plattorna. Det antas att plattornas geometriska dimensioner är stora jämfört med avståndet mellan dem. Kom ihåg det...

Bild 7

Kondensatorenergi

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

Bild 8

Typer av kondensatorer

Bild 9

För närvarande används papperskondensatorer i stor utsträckning för spänningar på flera hundra volt och en kapacitet på flera mikrofarader. I sådana kondensatorer är plattorna två långa remsor av tunn metallfolie, och den isolerande distansen mellan dem är en något bredare pappersremsa impregnerad med paraffin. Ett av omslagen är täckt med papperstejp, sedan rullas banden tätt till en rulle och placeras i ett speciellt fodral. En sådan kondensator, med storleken på en tändsticksask, har en kapacitet på 10 μF (en metallkula med sådan kapacitet skulle ha en radie på 90 km). Papperskondensator

Bild 10

Keramiska kondensatorer Keramiska kondensatorer används inom radioteknik. Dielektrikumet i dem är specialkeramik. Fodren av keramiska kondensatorer är gjorda i form av ett lager av silver applicerat på ytan av keramiken och skyddat med ett lager av lack. Keramiska kondensatorer tillverkas med kapaciteter som sträcker sig från enheter till hundratals picofarads och spänningar från hundratals till tusentals volt.

Bild 11

Variabel kondensator.

Skriv ner enheten för kondensatorn

Bild 12

Skriv ner vad deras elektriska kapacitet är.

Bild 13

ANVÄNDNING AV KONDENSTORER

Bild 14

Vad är kondensatorns elektriska kapacitet om laddningen av kondensatorn är 10 nC och potentialskillnaden är 20 kV. Och nu uppgiften...

Bild 15

En 10 µF kondensator fick en laddning på 4 µC. Vad är energin för en laddad kondensator. Och nu uppgiften...

Pieter van Muschenbrouck ()

Vad är en kondensator? Kondensator (från latin kondensera "att kompaktera", "att tjockna") är ett tvåterminalt nätverk med ett visst kapacitansvärde och låg ohmsk ledningsförmåga; anordning för lagring av elektrisk fältenergi. En kondensator är en passiv elektronisk komponent. Består vanligtvis av två plattformade elektroder (kallade plattor) åtskilda av ett dielektrikum vars tjocklek är liten jämfört med plattornas dimensioner.

Egenskaper hos en kondensator Kondensator i en krets likström kan leda ström i det ögonblick den är ansluten till kretsen (kondensatorn laddas eller laddas om); i slutet av övergångsprocessen flyter ingen ström genom kondensatorn, eftersom dess plattor är åtskilda av ett dielektrikum. I en växelströmskrets leder den växelströmssvängningar genom cyklisk laddning av kondensatorn, slutande med den så kallade förspänningsströmmen i likströmskretsen med en förspänning

När det gäller den komplexa amplitudmetoden har en kondensator en komplex impedans: komplex amplitudimpedansmetod En kondensators resonansfrekvens är lika med: Resonansfrekvens När en kondensator i en växelströmskrets beter sig som en induktor. Därför är det tillrådligt att använda en kondensator endast vid frekvenser där dess motstånd är kapacitivt till sin natur. Typiskt är den maximala driftsfrekvensen för en kondensator cirka 23 gånger lägre än resonansspolen

Huvudparametrar. Kapacitet Den huvudsakliga egenskapen hos en kondensator är dess kapacitans, som kännetecknar kondensatorns förmåga att ackumulera elektrisk laddning. Beteckningen på en kondensator indikerar värdet på den nominella kapacitansen, medan den faktiska kapacitansen kan variera avsevärt beroende på många faktorer. Den faktiska kapacitansen hos en kondensator bestämmer dess elektriska egenskaper. Så, enligt definitionen av kapacitans, är laddningen på plattan proportionell mot spänningen mellan plattorna (q = CU). Typiska kapacitansvärden sträcker sig från några få picofarads till hundratals mikrofarader. Det finns dock kondensatorer med en kapacitet på upp till tiotals farad. kapacitanselektrisk laddningsladdning spänningfarad Kapacitansen hos en platt kondensator som består av två parallella metallplattor med area vardera, belägna på ett avstånd d från varandra, i SI-systemet uttrycks med SI-formeln

För att få stora kapaciteter är kondensatorer parallellkopplade. I det här fallet är spänningen mellan plattorna på alla kondensatorer densamma. Den totala kapaciteten för ett batteri av parallellkopplade kondensatorer är lika med summan av kapacitanserna för alla kondensatorer som ingår i batteriet. Om alla parallellkopplade kondensatorer har samma avstånd mellan plattorna och samma dielektriska egenskaper, så kan dessa kondensatorer representeras som en stor kondensator, uppdelad i fragment av en mindre yta. På seriell anslutning kondensatorer, laddningarna för alla kondensatorer är desamma, eftersom de endast tillförs från strömkällan till de externa elektroderna, och på de interna elektroderna erhålls de endast på grund av separationen av laddningar som tidigare neutraliserade varandra. Den totala kapaciteten för ett batteri av seriekopplade kondensatorer är lika med

Specifik kapacitet. Kondensatorer kännetecknas också av specifik kapacitans, förhållandet mellan kapacitans och volymen (eller massan) av dielektrikumet. Det maximala värdet av specifik kapacitans uppnås med en minimal tjocklek av dielektrikumet, men samtidigt minskar dess genombrottsspänning.

Energitäthet Energitätheten för en elektrolytisk kondensator beror på konstruktionen. Den maximala densiteten uppnås med stora kondensatorer, där husets massa är liten jämfört med massan på plattorna och elektrolyten. Till exempel har en EPCOS B4345-kondensator med en kapacitet på µF x 450 V och en massa på 1,9 kg en energitäthet på 639 J/kg eller 845 J/l. Denna parameter är särskilt viktig när du använder en kondensator som en energilagringsenhet, följt av dess omedelbara utlösning, till exempel i en Gauss-pistol.

Märkspänning En annan lika viktig egenskap hos kondensatorer är märkspänningen - det spänningsvärde som anges på kondensatorn vid vilket den kan arbeta under specificerade förhållanden under sin livslängd samtidigt som parametrarna hålls inom acceptabla gränser. Märkspänningen beror på utformningen av kondensatorn och egenskaperna hos de material som används. Under drift bör spänningen på kondensatorn inte överstiga märkspänningen. För många typer av kondensatorer, när temperaturen ökar, minskar den tillåtna spänningen, vilket är förknippat med en ökning av den termiska hastigheten för laddningsbärare och följaktligen en minskning av kraven för bildandet av elektriskt genombrott. Temperaturladdningsbärarhastigheten

Polaritet Många dielektriska (elektrolytiska) oxidkondensatorer fungerar endast när spänningens polaritet är korrekt på grund av de kemiska egenskaperna hos interaktionen mellan elektrolyten och dielektrikumet. När spänningens polaritet vänds, går elektrolytkondensatorer vanligtvis sönder på grund av kemisk förstörelse av dielektrikumet med en efterföljande ökning av strömmen, kokning av elektrolyten inuti och, som ett resultat, risken för explosion av huset. elektrolytisk elektrolytexplosion