Презентація з фізики - історія створення конденсатора. Конденсатори їх роль та функції. дорівнює одиниці, якщо при повідомленні їм зарядів

Cлайд 1

Виконав: Каретко Діма, учень 10 «А» Керівник: Попова Ірина Олександрівна, вчитель фізики Бєлове 2011 Муніципальний загальноосвітній заклад «Середня загальноосвітня школа № 30 м. Бєлове» Конденсатори Міїпроект з фізики

Cлайд 2

План Введення Конденсатори Основні параметри конденсатора Класифікація конденсаторів Використання конденсаторів Висновок Література

Cлайд 3

Систему провідників дуже великої електроємності ви можете виявити в будь-якому радіо або купити в магазині. Називається вона конденсатором. Зараз ви дізнаєтесь, як влаштовані подібні системиі від чого залежить їхня електроємність.

Cлайд 4

Конденсатори Конденсатор - двополюсник з певним значенням ємності та малою омічною провідністю; пристрій накопичення енергії електричного поля.

Cлайд 5

Основні параметри конденсатора: 1)Емкость: в позначенні конденсатора фігурує ємності, тоді як реальна ємність може змінюватися залежно багатьох чинників. Реальна ємність-визначає за електричними властивостями. 2) Питомою ємністю називають ставленням ємності до об'єму (або маси) діелектрика. 3) Номінальна напруга - значення напруги, позначене на конденсаторі, за якого він може працювати в заданих умовах протягом терміну служби зі збереженням параметрів у допустимих межах. 4) Полярність: багато конденсаторів з оксидним діелектриком (електролітичні) функціонують тільки при коректній полярності напруги через хімічні особливості взаємодії електроліту з діелектриком.

Cлайд 6

Класифікація конденсаторів Конденсатори вакуумні (обкладки без діелектрика знаходяться у вакуумі). Конденсатори із газоподібним діелектриком. Конденсатори із рідким діелектриком. Конденсатори з твердим неорганічним діелектриком: скляні (склоемалеві, склокерамічні), слюдяні, тонкошарові з неорганічних плівок. Конденсатори з твердим органічним діелектриком: паперові, метало-паперові, плівкові. Електролітичні та оксидно-напівпровідникові конденсатори (Такі конденсатори відрізняються від усіх інших типів насамперед своєю величезною питомою ємністю). Постійні конденсатори - основний клас конденсаторів, які не змінюють своєї ємності. Змінні конденсатори- конденсатори, що допускають зміну ємності. Підстроювальні конденсатори - конденсатори, ємність яких змінюється при разовому або періодичному регулюванні.

Cлайд 7

Застосування конденсаторів Конденсатори використовуються для побудови різних ланцюгів із частотно-залежними властивостями При швидкому розряді конденсатора можна отримати імпульс великої потужності, наприклад, фотоспалахів. Так як конденсатор здатний тривалий час зберігати заряд, його можна використовувати в якості елемента пам'яті або пристрою зберігання електричної енергії. У промисловій електротехніці конденсатори використовуються для компенсації реактивної потужності та у фільтрах вищих гармонік. Вимірювальний перетворювач(ІП) малих переміщень: мала зміна відстані між обкладками дуже помітно позначається на ємності конденсатора. ІП вологості повітря (зміна складу діелектрика призводить до зміни ємності) ІП вологості деревини У схемах РЗіА конденсатори використовуються для реалізації логіки роботи деяких захистів.

(лат. condenso - ущільнюю, згущую) - теплообмінний апарат, теплообмінник, в якому здійснюється процес конденсації, процес фазового переходу теплоносія з пароподібного стану в рідкий рахунок відведення тепла холоднішим теплоносієм.

Принцип дії

У конденсатор зазвичай надходять перегріті пари теплоносія, які охолоджуються до температури насичення і, конденсуючись, переходять у рідку фазу. Для конденсації пари необхідно відвести від кожної одиниці її маси теплоту, що дорівнює питомій теплоті конденсації. Залежно від

охолоджуючого середовища (теплоносія) конденсатори можуть бути розділені на наступні типи: з водяним охолодженням, з водо-повітряним (випарним) охолодженням, з повітряним охолодженням, з охолодженням холодильним киплячим агентом в конденсаторі-випарнику, з охолодженням технологічним продуктом. Вибір типу конденсатора залежить від умов застосування.

Застосування

Конденсатори застосовуються на теплових і атомних електростанціях для конденсації пари, що відпрацювала в турбінах. При цьому на кожну тонну пари, що конденсується, припадає близько 50 тонн охолоджуючої води. Тому потреба ТЕС та особливо АЕС у воді дуже велика – до 600 тисяч м³/год.

У холодильних установках конденсатори використовуються для конденсації парів холодоагентів, наприклад, фреону. У хімічній технології конденсатори використовують для одержання чистих речовин (дистилятів) після перегонки.

Принцип конденсації успішно застосовується також для поділу суміші пар різних речовин, так як їх конденсація відбувається при різних температурах.

Різновиди

За принципом теплообміну конденсатори поділяються на змішуючі (конденсатори змішування) та поверхневі. У змішувальних конденсаторах водяна пара безпосередньо стикається з охолоджувальною водою, а в поверхневих парах робочого тіла відокремлені

стінкою від теплоносія, що охолоджує. Поверхневі конденсатори поділяються на

наступним особливостям:

за напрямом потоків теплоносія: прямоточні, протиточні та з поперечним потоком теплоносіїв;

за кількістю змін напрямку руху теплоносія – на одноходові, двоходові та ін;

за кількістю послідовно з'єднаних корпусів - одноступінчасті, двоступінчасті та ін.

за конструктивним виконанням: кожухотрубні, пластинчасті та ін.

Конденсатор холодильника «Мінськ-10»

Пастеризатор

Процес пастеризаціїє доведенням температури продукту до певного технологічними вимогамизначення та витримці його при цій температурі деякий час, а також подальше охолодження продукту до температури зберігання.

Пастеризація проводиться за допомогою спеціального обладнання-пастеризатора.

Області застосування даного обладнання є пастеризація (теплова обробка) та охолодження в потоці різних харчових продуктів: пастеризація молока, вершків, соків, вина, пива, квасу та ін.

Під режимами пастеризації завжди розуміється співвідношення часу витримки за температури пастеризації і власне температура пастеризації. Щодо молочної промисловості: Асептична пастеризація – 4 секунди 137 градусів цельсія. Неасептична пастеризація відрізняється великою різноманітністю параметрів, наприклад, сировину для виробництва йогурту зазвичай пастеризують при наступних параметрах: витримка 300 секунд, температура 97 градусів цельсія. Якщо сировина попередньо піддавалася бактофугування, можна використовувати значно більше м'які режими, наприклад, витримка 120 секунд і температура 67 градусів цельсія.

Види пастеризаторів

За видом робочого циклу пастеризатори можна розділити на періодичні (дискретні) та безперервної дії.

Пастеризатор дискретної дії через великі експлуатаційні витрати рідко застосовуються в промисловості, наприклад, автоклави в консервній промисловості.

Пастеризатори безперервної дії широко застосовуються у молочній, соковій, пивоварній промисловості. Пастеризатори дискретної дії теперішній моментшироко використовуються під час виробництва кетчупів.

За типом оброблюваної сировини пастеризатори можна розділити пастеризатори рідин, паст і пастеризатори укладеної в тару продукції.

За типом умов пастеризації – на асептичні (стерильні) та неасептичні (нестерильні). Асептичні пастеризатори можна розділити на пастеризатори з безпосереднім нагріванням продукту (зазвичай стерильною парою), і нагріванням продукту за допомогою теплообмінного агрегату ("гарячий контур"). У пастеризаторах з безпосереднім нагріванням продукту охолодження продукту проводиться у вакууних камерах (деаераторах), у пастеризаторах з нагріванням продукту за допомогою теплообмінного агрегату - в секції регенерації теплообмінника (не завжди зустрічаються конструкції в яких охолодження проводиться оборотною/крижаною).

Пластинчасті пастеризатори застосовуються для теплової обробки продуктів зі зниженою в'язкістю (молоко, соки, чай, напої тощо) у безперервному тонкошаровому потоці.

Трубчасті пастеризатори застосовуються для обробки продуктів різного ступеня в'язкості (молоко, молочні напої, вершки, суміш морозива, креми, майонези, кетчупи тощо) у закритому потоці. Трубчасті теплообмінні апарати вигідно відрізняються за ціною і простіші у виготовленні порівняно з пластинчастими теплообмінниками. Використання установки дозволяє обробляти продукт при високому тиску, температурі, швидкості руху; а також повністю виключити попадання одного середовища до іншого. Установка має гарну термічну активність.

Скребкові пастеризатори застосовуються для пастеризації та охолодження продуктів з високою в'язкістю (жирні вершки, сирна суміш, суміш морозива, томатна паста, кетчупи). Скребкові теплообмінники забезпечують рівномірність нагрівання або охолодження продукту за рахунок примусового перемішування в каналі теплообмінника.

Випарник

- теплообмінний апарат, в якому здійснюється процес фазового переходу рідкого теплоносія в пароподібний та газоподібний стан за рахунок підведення від гарячішого теплоносія. Таким гарячим теплоносієм зазвичай є вода, повітря, розсіл або

газоподібні, рідкі чи тверді технологічні продукти. Коли процес фазового переходу відбувається на поверхні рідини, це називається випаром. Якщо процес відбувається на всій глибині рідини з утворенням парових бульбашок, це називається кипінням. Фазовий перехід може відбуватися як з однорідною рідиною, так і сумішшю рідких компонентів.

Застосування

У теплоенергетиці випарник призначений для вироблення дистиляту, що заповнює втрати конденсату в паросилових установках. Існують випарники, що обігріваються димовими газами, що йдуть з котельних агрегатів. Пар, що одержується в таких випарниках, може бути використаний як для поповнення втрат конденсату, так і для теплопостачання. Випарники великої продуктивності знаходять застосування на розташованих біля морів та океанів атомних електростанціях для опріснення морської води. Випарники, які іноді називають опріснювачами, встановлюють на морських судах. І є основними елементами холодильних установок, В яких випаровується холодильний агент, призначений для безпосереднього (або за допомогою розсолу) охолодження холодильних камер.

Класифікація

За характером середовища, що охолоджується (за призначенням) розрізняють випарники для охолодження рідких охолоджувачів і технологічних продуктів; для охолодження повітря та газоподібних технологічних продуктів, т. е. коли відбувається безпосередній

теплообмін між об'єктом, що охолоджується, і холодоагентом; для охолодження твердих технологічних продуктів; випарники-конденсатори.

Залежно від умов циркуляції рідини, що охолоджується, випарники можуть бути закритого або відкритого типів. Випарниками закритого типуназивають випарники з

закритою системою циркуляції охолоджуваної рідини, що прокачується насосом. До них відносяться кожухотрубні та кожугоспмійникові випарники. Випарниками відкритого

типу називають випарники з відкритим рівнем рідини, що охолоджується, циркуляція якої створюється мішалкою. До них відносяться вертикально-трубні та панельні випарники.

За характером заповнення холодоагентом випарники поділяють на затоплені та незатоплені. До останніх відносяться зрошувальний, кожухотрубний з кипінням у трубах, а також змійникові випарники з верхньою подачею рідини.

Випарники також поділяють на групи залежно від того, на якій поверхні кипить холодоагент: у міжтрубному просторі (кожухотрубні затоплені та зрошувальні) або всередині труб і каналів (кожухотрубні з кипінням у трубах, вертикально-трубні та панельні). Останній поділ важливий з точки зору вибору моделі для розрахунку тепловіддачі киплячої рідини.

За характером руху холодоагенту розрізняють випарники з природною та вимушеною циркуляцією.

Принцип дії

Кожухотрубний випарник складається з широкого горизонтального циліндра (кожуха), усередині якого знаходяться трубні грати. Ці грати є набір тонких мідних трубок, Якими тече холодоносій (вода). Діаметр таких трубок, в середньому, становить 20-25 см, в них

холодоносій переміщається зі швидкістю до 2 м/с. У просторі між трубними ґратами знаходиться киплячий холодоагент. До обох країв решітки кріпляться патрубки, які приєднуються.

до системи водоохолодження Для підвищення теплообміну на зовнішній частині решітки є ребра. У процесі роботи холодоагент по трубках переміщається з нижньої частини випарника вгору. Під час свого пересування він охолоджує воду, що циркулює із зовнішнього боку трубок. Розділові перегородки всередині циліндра забезпечують воді, що рухається, швидкість від 0.5 до 3 м/с.

Конструкція пластинчастого випарника є кілька рядів однорозмірних. сталевих пластин, з'єднаних між собою за принципом «ялинки» Холодоносій та холодоагент у такому випарнику рухаються не паралельно один одному, а назустріч, кожен усередині свого незалежного контуру. У порівнянні з іншими типами випарників, пластинчасті мають ряд незаперечних переваг: вони відрізняються невеликими габаритами; менш схильні до поломок, а у разі виникнення несправностей стійкі до заморожування; мають високу продуктивність.

9 клас 5klass.net

Слайд 2

Мета уроку:

Сформувати поняття електроємності; Ввести нову характеристику– електроємність конденсатора, та її одиницю виміру. Розглянути види конденсаторів та де вони застосовуються

Слайд 3

Повторимо ... 1 варіант 1) Ким і коли була створена теорія електромагнітного поляі в чому полягає її суть. 2) Перерахуйте види електромагнітних хвиль. Інфрачервоне випромінювання, його властивості та вплив на організм людини. 2 варіант 1) Що називають електромагнітною хвилею?. Якими основними властивостями має електромагнітна хвиля? 2) Перерахуйте види електромагнітних хвиль. Рентгенвіське випромінювання, його властивості та вплив на організм людини.

Слайд 4

Конденсатор є двома провідниками, розділеними шаром діелектрика, товщина якого мала в порівнянні з розмірами провідників. Електроємність конденсатора дорівнює, де q – заряд позитивної обкладки, U – напруга між обкладками. Електроємність конденсатора залежить від його геометричної конструкції та електричної проникності діелектрика, що його заповнює, і не залежить від заряду обкладок. Конденсатор

Слайд 5

Електроємністю двох провідників називають відношення заряду одного з провідників до різниці потенціалів між цим провідником та сусіднім. Одиниця виміру ємності – фарад – [Ф] Це треба знати:

Слайд 6

Електроємність плоского конденсатора дорівнює де S - площа кожної з обкладок, d - відстань між ними, - діелектрична проникність речовини між обкладками. При цьому передбачається, що геометричні розміри пластин великі порівняно з відстанню між ними. Запам'ятайте, що…

Слайд 7

Енергія конденсатора

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

Слайд 8

Типи конденсаторів

Слайд 9

В даний час широко застосовуються паперові конденсатори для напруги в кілька сотень вольт і ємністю в кілька мікрофарад. У таких конденсаторах обкладками служать дві довгі стрічки тонкої металевої фольги, а ізолюючою прокладкою між ними – дещо ширша паперова стрічка, просочена парафіном. Паперовою стрічкою покривається одна з обкладок, потім стрічки туго згортаються в рулон і укладаються у спеціальний корпус. Такий конденсатор, маючи розміри сірникової коробки, має ємність 10мкФ (металевий шар такої ємності мав би радіус 90км). Паперовий конденсатор

Слайд 10

Керамічний конденсатор У радіотехніці застосовують керамічні конденсатори. Діелектриком у них є спеціальна кераміка. Обкладки керамічних конденсаторів виготовляються у вигляді шару срібла, нанесеного на поверхню кераміки та захищеного шаром лаку. Керамічні конденсатори виготовляються на ємності одиниць до сотень пікофарад і на напруги від сотень до тисяч вольт.

Слайд 11

Конденсатор змінної ємності.

Запишіть пристрій конденсатора

Слайд 12

Запишіть яка їхня електроємність.

Слайд 13

ЗАСТОСУВАННЯ КОНДЕНСАТОРІВ

Слайд 14

Якою є електроємність конденсатора, якщо заряд конденсатора 10 нКл, а різниця потенціалів 20 кВ. А тепер завдання…

Слайд 15

Конденсатор ємністю 10 мкФ повідомили заряд 4 мкКл. Яка енергія зарядженого конденсатора? А тепер завдання…

Пітер ван Мушенбрук ()

Що таке конденсатор? Конденсатор (від латів. condense «ущільнювати», «згущувати») двополюсник з певним значенням ємності та малою омічною провідністю; пристрій накопичення енергії електричного поля. Конденсатор є електронним пасивним компонентом. Зазвичай складається з двох електродів у формі пластин (званих обкладками), розділених діелектриком, товщина якого мала в порівнянні з розмірами обкладок.

Властивості конденсатора Конденсатор у ланцюгу постійного струмуможе проводити струм у момент включення його в ланцюг (відбувається заряд або перезаряд конденсатора), після закінчення перехідного процесу струм через конденсатор не тече, оскільки його обкладення розділені діелектриком. У ланцюзі змінного струму він проводить коливання змінного струму за допомогою циклічної перезарядки конденсатора, замикаючись так званим струмом зміщення ланцюга постійного струму змінного токатоком зміщення

У термінах методу комплексних амплітуд конденсатор має комплексний імпеданс: метод комплексних амплітуд імпеданс Резонансна частота конденсатора дорівнює: Резонансна частота При конденсатор в ланцюзі змінного струму поводиться як котушка індуктивності. Отже, конденсатор доцільно використовувати лише з частотах, у яких його опір носить ємнісний характер. Зазвичай максимальна робоча частота конденсатора приблизно в 23 рази нижче резонансної котушки індуктивності

Основні параметри. Основною характеристикою конденсатора є його ємність, що характеризує здатність конденсатора накопичувати електричний заряд. У позначенні конденсатора фігурує значення номінальної ємності, тоді як реальна ємність може змінюватися залежно від багатьох чинників. Реальна ємність конденсатора визначає його електричні властивості. Так, визначення ємності, заряд на обкладці пропорційний напрузі між обкладками (q = CU). Типові значення ємності конденсаторів становлять від одиниць пикофарад до сотень мікрофарад. Однак є конденсатори з ємністю до десятків фарад. Ємність плоского конденсатора, що складається з двох паралельних металевих пластин площею кожна, розташованих на відстані d один від одного, в системі СІ виражається формулою СІ

Для отримання більших ємностей конденсатори з'єднують паралельно. При цьому напруга між обкладинками всіх конденсаторів однакова. Загальна ємність батареї паралельно з'єднаних конденсаторів дорівнює сумі ємностей всіх конденсаторів, що входять до батареї. Якщо у всіх паралельно з'єднаних конденсаторів відстань між обкладками і властивості діелектрика однакові, ці конденсатори можна як один великий конденсатор, поділений на фрагменти меншої площі. При послідовному з'єднанніконденсаторів заряди всіх конденсаторів однакові, тому що від джерела живлення вони надходять тільки на зовнішні електроди, а на внутрішніх електродах вони виходять тільки за рахунок поділу зарядів, які раніше нейтралізували один одного. Загальна ємність батареї послідовно з'єднаних конденсаторів дорівнює

Питома ємність. Конденсатори також характеризуються питомою ємністю ставленням ємності до об'єму (або маси) діелектрика. Максимальне значення питомої ємності досягається при мінімальній товщині діелектрика, проте зменшується його напруга пробою.

Щільність енергії Щільність енергії електролітичного конденсатора залежить від конструктивного виконання. Максимальна щільність досягається у великих конденсаторів, де маса корпусу невелика порівняно з масою обкладок та електроліту. Наприклад, у конденсатора EPCOS B4345 ємністю мкФ x 450 і масою 1.9кг щільність енергії становить 639Дж/кг або 845Дж/л. Особливо важливий цей параметр при використанні конденсатора як накопичувач енергії, з наступним миттєвим її вивільненням, наприклад, в гарматі Гаусса.

Номінальна напруга Інший, не менш важливою характеристикою конденсаторів є номінальна напруга значення напруги, позначене на конденсаторі, при якому може працювати в заданих умовах протягом терміну служби зі збереженням параметрів в допустимих межах. Номінальна напруга залежить від конструкції конденсатора та властивостей матеріалів, що застосовуються. Під час експлуатації напруга на конденсаторі не повинна перевищувати номінальної. Для багатьох типів конденсаторів зі збільшенням температури допустима напруга знижується, що пов'язано зі збільшенням теплової швидкості руху носіїв заряду і, відповідно, зниження вимог для утворення електричного пробою.

Багато конденсаторів з оксидним діелектриком (електролітичні) функціонують тільки при коректній полярності напруги через хімічні особливості взаємодії електроліту з діелектриком. При зворотній полярності напруги електролітичні конденсатори зазвичай виходять з ладу через хімічне руйнування діелектрика з подальшим збільшенням струму, закипанням електроліту всередині і, як наслідок, з ймовірністю вибуху корпусу.