Конденсаторларды тізбектей және параллель жалғау. Электр өрісінің энергиясы

Сабақтың тақырыбы: Конденсаторларды тізбектей және параллель жалғау.

Электр өрісінің энергиясы.

Сабақтың мақсаты:

Білімділік: Конденсатормен таныстыру, оның электр сыйымдылығы қандай шарттарға тәуелді болатыны және оның түрлері, қолданылуы, жалғануы туралы түсініктер беру. Зарядталған конденсатор энергиясымен таныстыру.

Дамытушылық: Жаңа физикалық құралмен таныстыра отырып, оқушылардың ойлау және есте сақтау қабілеттерін дамыту, ізденушілікке баулу.

Тәрбиелік: Пәнге қызығушылығын арттыру. Ұқыптылық пен жауапкершілікке баулый отырып, өзін-өзі бағалауға үйрету.

Сабақтың түрі: Аралас сабақ

Пәнаралық байланыс: электротехника, математика

Сабақтың көрнекілігі: Таратпа жұмыстар, проэктор, экран, слайдтар,есептер

Сабақтың барысы:

I.Ұйымдастыру кезеңі: 1.Кабинетке кіріп, оқушылармен сәлемдесу. Дәрісхананың тазалығына назар аудару. Оқушыларды түгендеу. Журнал толтыру.

2. Сабақты таныстыру:

Сабақтың тақырыбын айту, таныстыру, оқушыларға сабақтың мақсатын түсіндіру.

II.Үй жұмысын қайталау:

Жалпы сұрақ қою арқылы:

А) Конденсатордың қандай түрлерін білесіңдер?

Ә) Ішінде диэлектригі бар жазық конденсатордың электр сыйымдылығы?

Б) Өткізгіштің электрсыйымдылығы неге байланысты?

В) Электр сыйымдылығы дегеніміз қандай шама?

Г) Электр сыйымдылығының өлшем бірлігі?

III. Жаңа сабақ: Сипаттамасы 1) Белгіленуі

Тұрақты сыйымдылығы бар конденсатор

Поляризацияланған конденсатор

Айнымалы сыйымдылығы бар конденсатор

Конденсаторлардың жалғануы:

1. Сыйымдылықты арттыру үшін конденсаторларды параллель қосады. Бұл кезде конденсаторлардың аттас зарядталған жапсарлары бірге қосылады.

немесе

Параллель жалғағанда кернеу бірдей және тізбектің кернеуіне тең, яғни

U=U₁=U₂=…=U_n

Ал конденсатор батареяларының толық заряды

болғандықтан

С=С₁+С₂ немесе С=C₁+C₂+…+C_n

2. Конденсаторларды тізбектей жалғаған кезде барлық конденсаторлардағы заряд бірдей болады және олардың әр аттас зарядталған жапсарлары қосылады.

Әрбір конденсатордың кернеуі ;

Конденсатордың жалпы кернеуі U=U₁+U₂+…+U_n

Немесе

Орнына қойсақ осыдан

немесе

Зарядталған конденсатор энергиясы:

болады.

және формуласын кезек қойып энергияның келесі формулаларын аламыз

немесе

Біртекті электр өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы деп бірлік көлемде жинақталған өріс энергиясымен өлшенетін шаманы айтамыз

Алмастыруларды енгіземіз

*

тағы алмастыру енгіземіз Sd=V,

олай болса осыдан

Бұдан электр өрісінің энергиясының тығыздығы осы өріс кернеулігінің квадратына тура пропорционал деп тұжырымдауға болады.

IV. Cабақты қорытындылау:

Сабақты қорытындылай келе конденсаторлар электротехниканың барлық облыстарында қолданылады деп айтуға болады.

• Конденсаторлар катушка немесе резистормен бірге жиілікке тәуелді әртүрлі тізбек құрастыру үшін қолданылады(тербелмелі контур, кері байланыс тізбегі).

• Конденсаторды жылдам разрядтау кезінде үлкен қуатты импуль 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.

V. Cабақты бекіту.

Тақтада есеп шығару.

• Сыйымдылығы 500 мкФ конденсаторды кернеуі 20 В ток көзіне қосқанда алатын заряд мөлшері неге тең?

• Сыйымдылығы 7пФ, кернеуі 200В конденсатор энергиясын табыңыз.

• Электр өтімділігі =1,5 ортадағы электр өрісінің кернеулігі 2*10³ В/м нүктедегі электр өрісі энергиясының тығыздығын тап

• Конденсатор сыйымдылығын 2 есе арттырып, тізбектегі кернеу шамасын 2 есе кемітсе, конденсатордың энергиясы қалай өзгереді?

• Конденсатордың электрсыйымдылығы 0,25 мкФ, ал пластиналарының арасындағы потенциалдар айырмасы 400 В болса,конденсатордың энергиясын анықтаңыз?

• Сыйымдылықтары С₁=1 мкФ,С₂=3 мкФ, С₃=5 мкФ үш конденсатор берілген. Осыларды қосып қандай ең үлкен сыйымдылық алуға болады?

• Сыйымдылықтары С₁=1 мкФ,С₂=2 мкФ, С₃=4 мкФ үш конденсатор берілген. Осыларды қосып қандай ең аз сыйымдылық алуға болады?

• Конденсатор пластиналарының әр қайсысындағы заряд шамасын 2 есе ұлғайтса, конденсатор энергиясы қалай өзгереді?

• Сыйымдылықтары С₁=2 мкФ және С₂= 4 мкФ болатын тізбектей жалғанған екі конденсатор кернеуі U=120 В тұрақты ток көзіне қосылған. Бірінші конденсатордағы кернеуді анықтаңыз.

• Сыйымдылықтары C₁ = 20 мкФ, С₂ = 25 мкФ и С₃ = 30 мкФ үш конденсатор тізбектей жалғанған. Толық сыйымдылықты табыңыз.

• Әрқайсысының сыйымдылығы 2 мкФ болатын 100 конденсатор параллель жалғанған. Толық сыйымдылықты анықтаңыз.

VI.Үйге тапсырма.

Бүгінгі тақырыпты оқып келу. 17- жаттығу.Формулаларды жаттау

VII.Бағалау.