Конденсаторлардың құрылысы және түрлері

Қызылорда қаласы №144 С.Әлжіков атындағы орта мектептің физика пәнінің мұғалімі.

Анкакова Айжан Каржауовна

Жаратылыстану-математикалық бағыт.

Физика. 10-сынып

Сабақтың тақырыбы : Конденсаторлардың құрылысы және түрлері.

Сабақтың тақырыбы :Конденсаторлардың құрылысы және түрлері

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: оқушыларға конденсаторлардың құрылысын және түрлерін , оларды тізбектей және параллелль жалғау тәсілдерін түсіндіру, олардың практикалық қолданылуы жайлы мысалдар келтіре отырып білім дағдысын қалыптастыру.

Дамытушылық: оқушылардың өз бетінше ізденуін, өз ойын дұрыс тұжырымдай білуге үйрету,пәнге қызығушылығын арттыру.

Тәрбиелік: ізденімпаздыққа, еңбексүйгіштікке үйрету.

Сабақтың көрнекілігі:электронды оқулық, интерактивті тақта, слайдтар, дидактикалық материалдар, тірек-сызбалар, кесте , тест

Сабақтың типі: жаңа білімді меңгерту

Әдісі:Блум жүйесі

Пән аралық байланыс: математика, тарих, информатика- Визуал Бейсик бағдарламалау тілінде құрылған тест

Қосымша әдебиеттер: , энциклопедия,интернет материалдары

Блум жүйесі.

Синтез

Анализ

Қолдану

Түсіну

Білу

І. Білу.

1.Өткізгіштің электрсыйымдылығы дегеніміз не ?

2.Электрсыйымдылықтың өлшем бірлігі қандай ?

3.Шардың электр сыйымдылығы неге тең?

ІІ. Түсіну. Жаңа сабақ.

1.Өткізгіштің электрсыйымдылығын өзгертудің тәсілдері қандай ?

2.Конденсатор дегеніміз не ?

3.Жазық конденсатор дегеніміз не ?

4.Формуласын қорыту

5.Жазық конденсатордың электрсыйымдылығы қандай шамаларға тәуелді болады ?

6. Конденсаторларды тізбектей және параллелль жалғау тәсілдері.

Алғашқы конденсатордың шығу тарихы туралы .

1745 жылы Лейден қаласында неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст және голланд физигі Питер ван Мушенбрук тарихта ең алғашқы конденсатор - «лейден банкасын» жасады. Сынап Шыны ыдысқа салынған шегенің үлкен Электр зарядын жинақтай алатыны байқалған.

Мұндай конденсаторда сынап бір жапсардың Ролін, ал ыдысты ұстап тұрған экспериментатордың алақаны екінші жапсардың ролін атқарған екен. Кейінірек астарлардың жапсарлардың екеуін де жұқа жезден немесе қорғасын қағаздан жасайтын болады.

Өткізгіштің электрсыйымдылығы мынандай факторларға байланысты өзгереді:

1. Өткізгіштің электрсыйымдылығы оған екінші зарядталмаған

өткізгішті жақындатқанда артады;

2. Екінші өткізгішті жерге жалғау бірінші өткізгіштің электрсыйымдылығын арттырады;

3. Қатты диэлектриктің болуы жүйенің электрсыйымдылығын арттырады;

4. Диэлектриктің қалыңдығын азайтса, өткізгіштер жүйесінің сыйымдылығы артады;

5. Диэлектриктің диэлектрик өтімділігі артқанда, жүйенің электрсыйымдылығы артады;

6.Өткізгіштердің бір-бірімен айқасу ауданын арттырғанда жүйенің электрсыйымдылығы артады.

• Конденсаторларды сыртқы механикалық әсерлерден қорғау үшін оларды арнайы корпустармен қаптайды.

№1 тірек-сызбаны толтыру.

Конденсатор

Жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын жүйе

Егер өткізгіштер жазық болса және параллель орналасса, онда жазық конденсатор деп аталады

Жазық конденсатордың сыйымдылығын есептеу формуласы.

Мұндағы:

С- электрсыйымдылығы;

Ɛ - жапсарлардың арасындағы ортаның салыстырмалы диэлектрик өтімділігі

=8,85*10 ^-12

d- диэлектрик қалыңдығы немесе жапсарлардың ара қашықтығы;

S- жапсардың ауданы;

r- шар немесе цилиндр табанының радиусы;

Е- электр өрісінің кернеулігі;

q-электр заряды;

l- цилиндр құраушысының ұзындығы

Жазық конденсатордың сыймдылығын есептеу формуласын қорыту.

Жазық конденсатордың сыйымдылығы қандай шамаларға тәуелді болады ?

(Электронды оқулықтағы тәжірибені түсіндіру)

№2 тірек-сызбаны толтыру.

Екі пластинкадан тұратын жазық конденсатордың сыйымдылығы ( С)

Ортаның диэлектрлік өтімділік шамасына

( Ɛ) тура пропорционал

Диэлектриктің қалыңдығына (d) кері пропорционал

Пластинканың ауданына (S) тура пропорционал

Пластинкалардың ара қашықтығын азайту есебінен электр сыйымдылығы артады

Бір пластинканың екінші пластинканы жауып тұрған ауданын өзгерте отырып, жабылу ауданын арттырғанда электр сыйымдылығы артады

Сыйымдылығы айнымалы конденсаторлар

Электролиттік конденсаторлар

Конденсатордың түрлері.

Практикалық мақсатта көбінесе конденсаторларды

батареяларға біріктіреді.Конденсаторларды батареяға

біріктіруді тізбектей және параллелль қосу арқылы іске асырады.

№3 тірек-сызба:

Конденсаторларды жалғау тәсілдері

Тізбектей жалғау

Параллелль жалғау

1.Барлық конденсаторлардағы жалпы заряд q=q₁ =q₂ =q₃…=q;

2.Конденсаторлардың жалпы кернеуі кернеуі U=U₁+U₂+U₃+…+U_n;

3.Конденсаторлардың жалпы сыйымдылығы

= ++…+

1.Конденсаторлар астарларындағы жинақталатын заряд (конденсатор батареяларының толық заряды) q=

2.Конденсаторлардағы кернеу U=U₁=U₂=U₃=…=U_n

3. Конденсаторлардың жалпы сыйымдылығы C=C₁+C₂+C₃+..C_n

Конденсаторлардың жалғануы:

1.Сыйымдылықты арттыру үшін конденсаторларды параллель қосады.

Бұл кезде конденсаторлардың аттас зарядталған жапсарлары бірге қосылады.

2.Сыйымдылықты арттыру үшін конденсаторларды параллель қосады.

Бұл кезде конденсаторлардың аттас зарядталған жапсарлары бірге қосылады.

ІІІ. Қолдану.

Конденсаторлардың қолданылуы:

• Конденсаторлар катушка немесе резистормен бірге жиілікке тәуелді әртүрлі тізбек құрастыру үшін қолданылады

(тербелмелі контур, кері байланыс тізбегі).

• Конденсаторды жылдам разрядтау кезінде үлкен қуатты импульс алуға болады(фото жарқыл, импульстік лазерде).

• Конденсатор электр зарядын көпке дейін сақтайтын болғандықтан электр энергиясын сақтаушы құрал ретінде қолданады (аккумуляторлар).

• Өндірістік электротехникада реактивті қуатты толықтыру үшін қолданылады.

• Конденсаторлар көп заряд жинақтай алатындықтан жапсарларындағы кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.

• Сыйымдылығының өзгерісіне байланысты өлшеуіш түрлендіргіштер жасалады және т.б салаларда кең қолданыс тапқан

IV. Анализ. Есептер шығару.

№1 Өткізгіштердің әрқайсысында 10мкКл заряд бар. Олардың арасындагы потенциалдар айырымы 5 В. Жүйенің сыйымдылыгы қандай ? (2 балл)

№2 Жазық конденгсатор сыйымдылығын есептеңдер.Жазық конденсатор пластиналарының ауданы 401 см² ортаның диэлектрлік өтімділігі 2,1 (слюда) ., пластиналардың ара қашықтығы (диэлектрик қалыңдығы) 1 мм. (3 балл)

№3 Слюдалы конденсатор пластинкасының ауданы 36 см²

, диэлектрик қабатының қалыңдығы 1,3мм.Егер астарлардағы потенциалдар айырымы 1600В болса ,слюданың диэлектрлік отімділігі 6 болса конденсатордың сыйымдылығын , зарядын анықтаңдар? (5 балл )

V.Синтез . Сұрақтарды талдау.

1.Егер конденсатор астарларының ара кашықтыгын 2 есе арттырса, сыйымдылық калай өзгереді?

2. Егер конденсатор астарларының арасын Ɛ =5 диэлектрикпен толтырса, конденсатор сыйымдылыгы калай өзгереді ?

3.Сыйымдылықтары 1мкФ,2мкФ,3мкФ үш конденсатор бар. Олардан қандай ең минималь және ең максималь сыйымдылық алуға болады?

VI.Қорытынды. Тест . Компьютерде Визуал Бейсик программалау тілінде құрылған тестпен жұмыс .

Бағалау парағы .

Сұрақ-жауап

Жаңа тақырып

Есеп шығару

Тест

Жалпы балы

Үйге тапсырма §8.12 , 17- жаттығу 2,3 есептер