Электроемкость. Конденсаторы и их виды. Электроемкость плоского конденсатора»

Тема «Электроемкость. Конденсаторы и их виды. Электроемкость плоского конденсатора»

Тип урока: изучение нового материала с элементами самостоятельной работы учащихся.

Цель: изучить понятия электроёмкости, конденсатора.

Задачи урока:

• Образовательные:

  • сформировать понятие электроёмкости, используя ПОХ рассказа о величине;

  • ввести понятие конденсатора как системы двух проводников, разделённых слоем диэлектрика;

  • показать внешний вид, устройство, маркировку конденсаторов постоянной и переменной ёмкости;

  • показать зарядку и разрядку конденсатора через гальванометр;

  • выяснить, от чего зависит ёмкость плоского конденсатора;

  • построить и вычислить ёмкость плоского конденсатора.

• Воспитательные:

  • продолжить формировать научное мировоззрение, систему взглядов на мир и на технический прогресс; интерес к познанию законов природы и их применению;

• Развивающие:

  • продолжить развитие экспериментальных умений, умения делать выводы;

  • развивать познавательный интерес к физике и технике;

  • развивать самооценку своей самостоятельной деятельности на уроке;

  • закрепить полученные знания через самостоятельное решение задач.

Ход урока

1. Организационный момент

2. изучение нового материала

Исторические сведения.

Первый конденсатор был изобретен немецким физиком Э.Г. Клейстом, который налил в медицинскую склянку немного ртути, опустил в нее гвоздь и наэлектризовал его. Затем, взяв склянку в руки и прикоснувшись к гвоздю, получил сильный удар в руке, одновременно наблюдая появление искры. В 1746 году аналогичный опыт провел Питер Мушенброк, профессор-математик из г. Лейдена, который обнаружил, что «пойманное электричество» может сохраниться довольно долго. Заряжали лейденскую банку с помощью шара из серы, насаженную на железную ось. Король Франции дважды присутствовал на «электрическом представлении», когда цепь из 180 гвардейцев по команде «замыкалась» через лейденскую банку. Когда первый гвардеец дотрагивался рукой до металлической фольги, в которую была завернута банка, последний гвардеец цепи касался гвоздя, торчавшего из пробки, сильный электрический удар мгновенно чувствовали все гвардейцы.

Итак, каждая из них представляет собой три цилиндрических стакана, вставленных друг в друга. В середине ста­кан стеклянный, а внутри и снаружи - металлические. Вместе с такими уст­ройствами, как маятниковые часы, барометр, термометр, лейденская банка долгое время являлась частью научной коллекции многих лабораторий и музеев.

Вы, конечно, понимаете, что должна существовать физи­ческая величина, которая характеризует способность кон­денсатора накапливать электрический заряд и энергию электрического поля.

Такой величиной является электроемкость. Для того чтобы получить формулу для определения электроемкости просмотрим с вами фрагмент медиалекции.

1. С - электроёмкость

2. характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд;

3. С = q/U

4. это отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним.

5. производная (находится в функциональной зависимости от других величин)

6. скалярная

7. определяется геометрическими размерами проводников, их формой, взаимным расположением, электрическими свойствами окружающей среды

8. фарада [С] = 1 ф 1ф = 1 Кл/В 1 мкф = 10^-6 ф 1 пф =10^-12 ф

9. метод измерения - косвенный

3. Большой электроёмкостью обладают системы из двух проводников, разделённых слоем диэлектрика, называемые конденсаторами.

По роду используемого диэлектрика конденсаторы бывают:

1.Бумажные конденсаторы. Обкладками служат ленты из алюминиевой фольги, диэлектриком - пропитанная парафином, вазелином или конденсаторным маслом тонкая бумажная лента. Полоски бумаги вместе с обкладками свернуты в рулон и помещены в картонный или металлический корпус от алюминиевых лент сделаны выводы, с помощью которых конденсатор включают в электрическую цепь. Емкость в пределах десятков микро фарад.

2.Слюдяные конденсаторы. Обкладками служат медные или свинцово- оловянные пластинки, между которыми помещены листки природной слюды. Они имеют емкость от нескольких десятков до нескольких тысяч пикофарад.

3. Керамические конденсаторы. Роль обкладок играют тонкие слои серебра, нанесенные с обеих сторон на керамический диск или трубку. Емкость в пределах от нескольких десятков до нескольких тысяч пикофарад.

4.Оксидные конденсаторы. По устройству они несколько напоминают бумажные: в них также имеются две ленты из алюминиевой фольги. Достоинство оксидных конденсаторов - их большая емкость, при относительно малых размерах. Недостаток заключается в больших токах утечки и непригодности для работы в цепи переменного тока. При включении оксидных конденсаторов в цепь постоянного напряжения обязательно соблюдение полярности выводов.

5.Воздушные конденсаторы. Они имеют сложную конструкцию. Состоят из двух групп - подвижная и неподвижная часть. Подвижная часть - это ротор (параллельные металлические пластинки). Неподвижная часть- это статор (также параллельные металлические пластинки). При вращении оси подвижные пластины входят в зазор между неподвижными, и происходит их взаимное перекрытие. Максимальная емкость конденсатора достигается при полном перекрытии пластин. Емкость конденсатора в пределах десятки или сотни пикофарад.

6. Подстроечные конденсаторы. Это небольшие конденсаторы, Предназначенные для настройки радиоаппаратуры.

VI. Итоги урока

VII. Домашнее задание: