|
Содержание
< назад вперед >
§ 56. ЗАРЯД И РАЗРЯД КОНДЕНСАТОРА
Составим электрическую цепь, изображенную на рис. 117. Если переключатель П поставить в положение 1,
незаряженный конденсатор емкостью С оказывается подсоединенным к источнику
электрической энергии, э. д. с. которого Е и внутреннее сопротивление r0.
Начнется процесс заряда конденсатора. На пластинах конденсатора будут
накапливаться равные по величине количества электричества: положительного — на
одной пластине и отрицательного — на другой. Для накопления заряда на
пластинах требуется определенное время, в течение которого по соединительным
проводам будет проходить зарядный ток.
По мере накапливания зарядов на пластинах конденсатора вели» чина зарядного тока будет
уменьшаться, а напряжение между пластинами конденсатора будет плавно
увеличиваться. Когда напряжение конденсатора станет равным э. д. с. источника энергии, зарядный ток прекратится.
В электрическом поле конденсатора за счет энергии внешнего источника будет запасена энергия
На рис, 118 представлен график изменения тока и напряжения на зажимах конденсатора при его заряде.
Теоретически процесс заряда конденсатора протекать бесконечно
долго, но практически его можно считать законченным за время
где τ, называемая постоянной времени, представляет собой
произведение rС и измеряется в секундах:
Если переключатель П схемы на рис. 117 перевести в положение 2, то заряженный конденсатор будет разряжаться
через сопротивление r.
Напряжение между пластинами конденсатора создаст в цепи ток разряда. Конденсатор разряжается сначала
быстро, а затем все медленнее и медленнее. Напряжение между зажимами
конденсатора и ток разряда будут уменьшаться от максимального значения до нуля.
Энергия, запасенная в электрическом поле конденсатора, при разряде выделяется в виде тепла в
сопротивлении r.
График изменения напряжения на зажимах конденсатора и тока разряда при разряде конденсатора показан на рис.119.
Как заряд, так и разряд конденсатора теоретически протекают бесконечно долгое время. Практически разряд
прекращается за время
где
Задачи для самостоятельного решения
1. К пластинам плоского конденсатора приложено напряжение U=3 кв. Найти напряженность
электрического поля ε, если расстояние между пластинами конденсатора d = 5 мм и
относительная электрическая проницаемость диэлектрика (стекла) ε=5.
3. Три конденсатора, емкости которых равны С1
= 5 мкф, С2 = 10 мкф и С3 = 15 мкф,
включены параллельно в сеть напряжением 120 в. Определить эквивалентную
емкость и энергию батареи конденсаторов.
4. Последовательно включены три конденсатора: С1
= 2 мкф, С2 = 3 мкф к С3 = 6 мкф. Определить эквивалентную емкость и
энергию батареи конденсаторов, если напряжение, приложенное к цепи, U = 100 е.
Контрольные вопросы
1. Что называется электрической емкостью?
2. В чем измеряется электрическая емкость?
3. От чего зависит емкость плоского конденсатора?
4. Как устроены конденсаторы постоянной емкости?
5. Как устроены и работают конденсаторы переменной емкости?
6. Для чего применяется параллельное соединение конденсаторов?
7. Для чего применяется последовательное соединение конденсаторов?
Содержание
< назад вперед >
| 
