Wondershare EdrawMind
MindMap Gallery Potentialkapazität des elektrischen Feldes
- 7
Potentialkapazität des elektrischen Feldes
Die Grafiken und Texte organisieren die logische Abfolge des Coulombschen Gesetzes – elektrisches Feld – elektrische potentielle Energie – elektrisches Potential – Kapazität, die grundlegende Wechselwirkung zwischen stationären Ladungen und das Wissen über die Bewegung geladener Teilchen im elektrischen Feld benutze es.
Edited at 2023-03-31 09:12:31
- Welche Preismethoden gibt es für Projektunteraufträge im Rahmen des EPC-Generalvertragsmodells
Welche Preismethoden gibt es für Projektunteraufträge im Rahmen des EPC-Generalvertragsmodells? EPC (Engineering, Procurement, Construction) bedeutet, dass der Generalunternehmer für den gesamten Prozess der Planung, Beschaffung, Konstruktion und Installation des Projekts verantwortlich ist und für die Testbetriebsdienste verantwortlich ist.
- Wissenspunkte, die Java-Ingenieure in jeder Phase beherrschen müssen
Die Wissenspunkte, die Java-Ingenieure in jeder Phase beherrschen müssen, werden ausführlich vorgestellt und das Wissen ist umfassend. Ich hoffe, es kann für alle hilfreich sein.
- Systemanalytiker – Software-Anforderungsentwicklung
Das Software-Anforderungs-Engineering ist ein Schlüsselkapitel für Systemanalytiker. Zu den Kapiteln „Anforderungserhebung“ und „Anforderungsanalyse“ gehören häufig Veröffentlichungen.
Potentialkapazität des elektrischen Feldes
- Welche Preismethoden gibt es für Projektunteraufträge im Rahmen des EPC-Generalvertragsmodells
Welche Preismethoden gibt es für Projektunteraufträge im Rahmen des EPC-Generalvertragsmodells? EPC (Engineering, Procurement, Construction) bedeutet, dass der Generalunternehmer für den gesamten Prozess der Planung, Beschaffung, Konstruktion und Installation des Projekts verantwortlich ist und für die Testbetriebsdienste verantwortlich ist.
- Wissenspunkte, die Java-Ingenieure in jeder Phase beherrschen müssen
Die Wissenspunkte, die Java-Ingenieure in jeder Phase beherrschen müssen, werden ausführlich vorgestellt und das Wissen ist umfassend. Ich hoffe, es kann für alle hilfreich sein.
- Systemanalytiker – Software-Anforderungsentwicklung
Das Software-Anforderungs-Engineering ist ein Schlüsselkapitel für Systemanalytiker. Zu den Kapiteln „Anforderungserhebung“ und „Anforderungsanalyse“ gehören häufig Veröffentlichungen.
- Recommended to you
- Outline
Elektrisches Feld, Potential und Kapazität
Grundlegende Wechselwirkungen zwischen stationären Ladungen
Coulomb-Gesetz
Couloms_Gesetz Die Größe der elektrostatischen Anziehungs- oder Abstoßungskraft zwischen zwei Punktladungen ist direkt proportional zum Produkt der Ladungsgrößen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen. Die Kraft wirkt entlang der geraden Linie, die die beiden Ladungen verbindet. Wenn die Ladungen haben das gleiche Vorzeichen, die elektrostatische Kraft zwischen ihnen ist abstoßend; wenn sie unterschiedliche Vorzeichen haben, ist die Kraft zwischen ihnen anziehend. Die Größe der elektrostatischen Anziehung oder Abstoßung zwischen zwei Punktladungen im Vakuum ist direkt proportional zum Produkt der Größen der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen. Die Kraft wirkt entlang der Verbindungslinie zwischen den beiden Ladungen. Wenn die Ladungen das gleiche Vorzeichen haben, ist die elektrostatische Kraft zwischen ihnen abstoßend; wenn sie unterschiedliche Vorzeichen haben, ist die elektrostatische Kraft zwischen ihnen anziehend Dies wurde erstmals 1785 vom französischen Physiker Charles-Augustin de Coulomb veröffentlicht und ist ein Naturgesetz!
Das Ersetzen der negativen Ladung durch eine andere Ladung oder Menge |q| wird als „Testladung“ bezeichnet, und die andere konstante Ladung Q wird als „Feldquellenladung“ oder „Quellenladung“ bezeichnet. Unabhängig davon, wie die negative Ladung ersetzt wird, hat die Position r von der positiven Ladung eine unveränderte Komponente, die wir das „elektrische Feld“ nennen.
elektrisches Feld
Wenn sich die Quellladung Q/der Abstand r von Q nicht ändert, ist das Innere der Box der unveränderte Teil: ke heißt Coulombsche Konstante (wir nennen sie auch elektrostatische Kraftkonstante) Dieser Teil innerhalb der Box wird als „elektrisches Feld“ bezeichnet.
Das elektrische Feld ist die Coulomb-Kraft/elektrostatische Kraft/elektrische Feldkraft, die von einer Einheitsladung (Probeladung) ausgeübt wird.
Das elektrische Feld ist die Kraft, die von einer Ladungseinheit ausgeübt wird
Das Schwerefeld ist g Das Gravitationsfeld ist die Kraft, die pro Masseneinheit auf ein Objekt ausgeübt wird. g wird auch Beschleunigung genannt. Welche Eigenschaften hat das elektrische Feld E?
Elektrisches Feld und elektrische Feldstärke sind synonym. Die Größe des elektrischen Feldes ist die Intensität des elektrischen Feldes, und das elektrische Feld sollte das dominierende sein. Es gibt kein solches englisches Wort „elektrische Feldstärke“
Die Gestaltungsregeln des elektrischen Feldes
Das elektrische Feld einer Punktladung ist nicht überall gleich. Nach dem Coulomb-Gesetz ist die Formelumrechnung wie links dargestellt Hinweis: Wie lautet die Definition? Was ist die Grundursache?
hängt mit der Lichtgeschwindigkeit zusammen
virtuelle elektrische Feldlinien Mit Punkten als Ladungen markiert, werden „elektrische Feldlinien“ abgestrahlt. Es ist zu beachten, dass Feldlinien grafische Darstellungen der Stärke und Richtung eines elektrischen Feldes sind und keine tatsächliche physikalische Bedeutung darstellen. Unter tatsächlichen Bedingungen ist die Anzahl dieser virtuellen elektrischen Feldlinien jedoch tatsächlich proportional zur Ladungsmenge. Nehmen Sie an, dass die Anzahl der elektrischen Feldlinien die Anzahl der Ladungen ist! Eigenschaften elektrischer Feldlinien: Elektrische Feldlinien schneiden sich nie! Endet bei negativer Ladung oder im Unendlichen. Welcher Zusammenhang besteht zwischen der elektrischen Feldstärke E und den elektrischen Feldlinien?
Elektrische Feldlinien sind dreidimensionale und gleichmäßige Divergenz der Quellladungen, genau wie Lichtbeleuchtung. Die Oberfläche des Balls im Abstand r beträgt 4πr^2,
Wie viele elektrische Feldlinien gibt es in 1 Flächeneinheit „A“? Da r eine Variable ist, besteht keine Notwendigkeit, die elektrischen Feldlinien bei 2r und 3r zu untersuchen Inversquadratisches Gesetz, Bedeutung: geometrische Verdünnung der Strahlung einer Punktquelle im dreidimensionalen Raum – Diffusion
Das elektrische Feld E ist 1/ε-mal so groß wie die Dichte der elektrischen Feldlinien und 1/ε-mal so groß wie die Ladungsdichte – das ist die Grundursache!
1. Bei gleichem Abstand von der Quellladung ist die Stärke des elektrischen Feldes gleich; 2. Je dichter die elektrischen Feldlinien, desto größer das elektrische Feld; je dünner die elektrischen Feldlinien, desto kleiner das elektrische Feld; Die Dichte der elektrischen Feldlinien ist die Intensität des elektrischen Feldes.
Mehrere elektrische Felder an einem bestimmten Punkt können vektoriell synthetisiert werden/jedes berechnet seinen eigenen Kugelradius Die gekrümmten elektrischen Feldlinien sind die Summe aller elektrischen Felder.
Statische Abschirmung
1. Elektrostatisches Gleichgewicht des Leiters 2. Faradayscher Käfig. Die induzierte Ladung erzeugt ein entgegengesetztes elektrisches Feld, das das elektrische Feld außerhalb des Käfigs aufhebt.
Bedingungen für die Gültigkeit des Coulombschen Gesetzes
1. Die Ladung ist kugelsymmetrisch verteilt (Beispiel: Punktladung oder geladene Metallkugel), da die Coulomb-Konstante k mit der Kugelform zusammenhängt. Im Bild rechts befinden sich Leiter um die Ladung, die die gleichmäßige Verteilung der elektrischen Feldstärke beeinflussen. Die Coulomb-Kraft an einem bestimmten Punkt ist für das Coulomb-Gesetz nicht geeignet. Können wir jedoch die Coulomb-Kraft berechnen, wenn wir die elektrische Feldstärke an einem bestimmten Punkt kennen? Sicher.
2. Ladungen müssen relativ zueinander stationär sein.
Logische Zusammenfassung des elektrischen Feldes
Grundlegende Wechselwirkung zwischen stationären Ladungen → Kraft
Das elektrische Feld ist die Kraft, die von einer Ladungseinheit ausgeübt wird
Die Dichte elektrischer Feldlinien kann die Ladungsdichte darstellen
Die Dichte der elektrischen Feldlinien gibt die Intensität des elektrischen Feldes an.
Potenzial
elektrische potentielle Energie
grundlegende Logik
Das elektrische Feld ist die Kraft, die von einer Einheitsladung ausgeübt wird, und jede Ladung im elektrischen Feld Q wird von der Kraft beeinflusst. Energie und Kraft hängen direkt zusammen. Wenn eine Kraft ausgeübt wird, muss dort Energie vorhanden sein.
Elektrische potentielle Energie des elektrischen Punktladungsfeldes
Elektrische potentielle Energie des elektrischen Feldes mit positiver Ladung
1. Von der Coulomb-Kraft geleistete Arbeit
Von der Coulomb-Kraft geleistete Arbeit Testen Sie die Ladung q unter der Wirkung der Coulomb-Kraft. Von Punkt B zu Punkt A leistet die Coulomb-Kraft positive Arbeit. Nach dem Energieerhaltungssatz ist die geleistete positive Arbeit die reduzierte elektrische potentielle Energie. Das negative Vorzeichen bezieht sich auf die reduzierte elektrische potentielle Energie, die der geleisteten Arbeit entspricht. Energie hat nur Größe und keine Richtung.
Die elektrische potentielle Energie am Punkt B ist größer als die elektrische potentielle Energie am Punkt A
Die von der Coulomb-Kraft geleistete Arbeit ist die Differenz der elektrischen potentiellen Energie. Die Höhe der elektrischen potentiellen Energie kann anhand der geleisteten Arbeit beurteilt werden.
2. Die Coulomb-Kraft ist eine variable Kraft und die Menge an Arbeit, die von der variablen Kraft geleistet wird
Die Coulomb-Kraft ist eine variable Kraft Testen Sie die Punktladung q, und die Coulomb-Kraft wirkt von Punkt B zu Punkt A. Die Coulomb-Kraft ist eine variable Kraft in Bezug auf die Position. Wenn sich die Verschiebung ein wenig ändert, ändert sich die Kraft.
Mathematischer Graph (Integral) der Arbeit der Coulomb-Kraft als variable Kraft. Es wird empfohlen, sich die Schlussfolgerung zu merken
3. Coulomb-Kraft ändert sich von A→∞
Wenn sich die Coulomb-Kraft von A→∞ ändert, F→0 Testen Sie die Ladung q unter der Wirkung der Coulomb-Kraft, von Punkt A bis ins Unendliche, die Coulomb-Kraft leistet positive Arbeit, die Formel des Energieerhaltungssatzes: Das negative Vorzeichen bedeutet, dass reduzierte Arbeit eine erhöhte elektrische potentielle Energie ist und umgekehrt. Energie hat nur Größe und keine Richtung.
Die gesamte von der Coulomb-Kraft geleistete Arbeit ist die elektrische potentielle Energie an diesem Punkt
1. Der Nullpunkt der elektrischen potentiellen Energie liegt im Unendlichen, und die Coulomb-Kraft ist im Unendlichen Null. Die von Punkt A bis Null verrichtete Arbeit ist die elektrische potentielle Energie an diesem Punkt; 2. Die Größe der elektrischen potentiellen Energie, die eine Ladung umgibt, ist direkt proportional zur Menge der Testladung und umgekehrt proportional zum Abstand von der Quellladung.
Elektrische potentielle Energie des elektrischen Feldes mit negativer Ladung
Die von der Coulomb-Kraft geleistete Arbeit ist die Differenz der elektrischen potentiellen Energie zwischen zwei Punkten
Die Testladung q unterliegt der Wirkung der Coulomb-Kraft. Von Punkt A bis Punkt B verrichtet die Coulomb-Kraft positive Arbeit. Nach dem Energieerhaltungssatz ist die reduzierte elektrische potentielle Energie die von der Coulomb-Kraft geleistete Arbeit.
Die elektrische potentielle Energie am Punkt A ist größer als die elektrische potentielle Energie am Punkt B
Der Arbeitsaufwand zwischen zwei Punkten
Testen Sie die Punktladung q und die Arbeit, die die elektrische Feldkraft von Punkt A nach Punkt B verrichtet:
Von diesem Punkt an ist die gesamte Arbeit, die von der äußeren Kraft zur Überwindung der Coulomb-Kraft (gleichmäßige Geschwindigkeit und extrem langsame Geschwindigkeit) geleistet wird, die elektrische potentielle Energie an diesem Punkt.
Die erhöhte elektrische potentielle Energie ist die Arbeit, die zur Überwindung der Coulomb-Kraft geleistet wird
Die elektrische potentielle Energie um negative Ladungen ist negativ und die elektrische potentielle Energie im Unendlichen ist 0; Je näher an der negativen Ladung, desto größer ist der Absolutwert der elektrischen potentiellen Energie.
Änderung der potentiellen Energie der Punktladung
Elektrische Feldkraft und Arbeit-----Elektrische Feldkraft und elektrische potentielle Energie------Arbeit und potentielle Energiedifferenz
Die sich ändernden Regeln der elektrischen potentiellen Energie der Punktladung
1. Kraft ist der Gradient der Arbeit und der potentielle Energiegradient (negativer Wert); siehe Diagramm der potentiellen Energie einzelner Ladungen, positiver und negativer Ladungen 2. Je größer die elektrische potentielle Energie ist, desto größer ist die Kraft. 3. Je größer die Kraft ist, desto größer ist das elektrische Feld.
Elektrische potentielle Energie eines gleichmäßigen elektrischen Feldes
gleichmäßiges elektrisches Feld
Das violette Kästchen kann als gleichmäßiges elektrisches Feld gesehen werden
Testen Sie die Ladung q unter der Wirkung der Coulomb-Kraft. Die Coulomb-Kraft leistet positive Arbeit von Punkt A nach Punkt B. Gemäß dem Energieerhaltungssatz ist die geleistete Arbeit die Reduzierung der elektrischen potentiellen Energie, und das negative Vorzeichen stellt die Reduzierung der elektrischen potentiellen Energie dar.
Die elektrische potentielle Energie am Punkt A ist größer als die elektrische potentielle Energie am Punkt B
Die Coulomb-Kraft ist eine konstante Kraft, die von A→B verrichtete Arbeit
Die maximale elektrische potentielle Energie eines gleichmäßigen elektrischen Feldes, d: Plattenabstand Wo liegt der Nullpunkt der elektrischen potentiellen Energie?
Gleichmäßige Änderung der potentiellen Energie des elektrischen Feldes
Gleichmäßige Stärke: Die Größe des elektrischen Feldes ist überall gleich und die elektrische Feldstärke ist überall gleich; achten Sie auf den Nullpunkt der elektrischen potentiellen Energie
Wie groß ist die elektrische potentielle Energie am Punkt M?
Warum ist der Abstand in der Formel für die elektrische potentielle Energie eines gleichmäßigen elektrischen Feldes entgegengesetzt zum Abstand in der Formel für die potentielle Energie einer Punktladung?
Da sich E für eine Punktladung ändert, ist die potentielle Energie umgekehrt proportional zum Abstand von der Quellladung.
Das gleichmäßige elektrische Feld E wird bestimmt durch
Es ist sinnlos, elektrische potentielle Energien in verschiedenen Systemen zu vergleichen
Nützliche Nebenprodukte des Coulombschen Gesetzes
Die elektrische Feldstärke beträgt 1/ε der Ladungsdichte ---Diese Formel ist nicht auf elektrische Felder mit Punktladung beschränkt → 1/ε der Ladungsmenge pro Flächeneinheit ist die elektrische Feldstärke
Elektrische Feldstärke bestehend aus parallelen Plattenleitern F: Anzahl der positiven oder negativen Ladungen auf der Platte S: Bereich der Tafel ε: Dielektrizitätskonstante, ε0 Vakuumdielektrizitätskonstante
Einheit der elektrischen potentiellen Energie
Elektrische potentielle Energie wird entsprechend der von der elektrischen Feldkraft geleisteten Arbeit definiert, daher ist die Einheit der elektrischen potentiellen Energie dieselbe wie die Arbeitseinheit Joule, Symbol J
Logische Zusammenfassung der elektrischen potentiellen Energie
Wenn auf einen Gegenstand eine Kraft einwirkt, muss dort Energie vorhanden sein. Kraft ist ein Energiegradient.
Elektrisches Feld ist Kraftfeld Die von der elektrischen Feldkraft geleistete positive Arbeit ist die reduzierte elektrische potentielle Energie
Bestimmen Sie die Position, an der keine elektrische Feldkraft vorhanden ist (oder die Kraft ausgeglichen ist), als 0-Referenzpunkt Die Nettokraft ist Null, das elektrische Feld ist Null und die elektrische potentielle Energie ist Null
Die gesamte positive Arbeit, die die elektrische Feldkraft von einem bestimmten Punkt aus verrichtet, stellt die elektrische potentielle Energie an diesem Punkt dar.
Definition des elektrischen Potenzials
Das Streben nach einheitlichen Gesetzen ist die treibende Kraft für die Entwicklung der Physik. Einheitliche Gesetze erfordern die weitestgehende Eliminierung von Variablen! Das elektrische Potential ist die elektrische potentielle Energie ohne Einfluss der Testladung. Das elektrische Potential ist die elektrische potentielle Energie, die die Einheitsladung im elektrischen Feld besitzt. SI-Einheit Volt (Volt), Symbol V oder J/C
Eine Ladung mit einer Ladungsmenge von 1 C an dieser Stelle Die elektrische potentielle Energie beträgt 1 J, dann beträgt das elektrische Potential an diesem Punkt 1 V.
elektrisches Potential des elektrischen Punktladungsfeldes
r: Abstand von der Quellladung
Gelb ist 0V. Je dunkler die Farbe (→lila oder →blau), desto größer ist der Absolutwert des Potentials. 1. Das elektrische Potential nimmt in Richtung der elektrischen Feldlinie allmählich ab, bis der Nullpunkt der elektrischen potentiellen Energie erreicht ist. 2. Nach dem Durchlaufen des Nullpunkts der elektrischen potentiellen Energie nimmt auch das als negativer Wert berechnete elektrische Potential allmählich ab (entsprechend einem absoluten Wert nimmt es zu). 3. Das elektrische Potential entspricht vollständig der Nullpunktslage der elektrischen potentiellen Energie. Es hat nur einen Betrag, aber keine Richtung. Es ist eine skalare Größe. 4. Dünne Linien und Kreise stellen gleiche elektrische Potenziale dar und stellen auch gleiche elektrische Potenzialenergie (/C) dar.
Elektrisches Potenzial eines gleichmäßigen elektrischen Feldes
l: Abstand von der negativ geladenen Platte
Potenzieller unterschied
Potentialdifferenz der Punktladung
Blau: Potenzialdifferenz
Potentialdifferenz eines gleichmäßigen elektrischen Feldes
Die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten AB, auch Spannung genannt, ist die von der Ladungseinheit geleistete Arbeit und die Differenz der elektrischen potentiellen Energie der Ladungseinheit. ist die von der Einheitsladung geleistete Arbeit Ed, d: der Abstand zwischen den Punkten AB Das elektrische Feld zwischen AB ist gleich/die lineare Dichte ist gleich
Brettabstand
Die gesamte potentielle Energie der Ladung q wird in kinetische Energie umgewandelt
Logische Zusammenfassung des elektrischen Potenzials
Das elektrische Potenzial ist die elektrische potentielle Energie, die eine Ladungseinheit in einem elektrischen Feld besitzt
Normalerweise wird angegeben, dass die elektrische potentielle Energie in unendlicher Entfernung 0 ist, oder dass die elektrische potentielle Energie an der Erdoberfläche 0 ist. Der Nullpunkt des elektrischen Potentials ist derselbe wie der Nullpunkt der elektrischen potentiellen Energie
Die Potentialdifferenz zwischen zwei beliebigen Punkten ist die Arbeit, die eine Einheitsladung leistet, die sich zwischen den beiden Punkten bewegt.
Zusammenfassung des elektrischen Feldes, des elektrischen Potenzials, der Energie und des elektrischen Potenzials
Punktladung
1. Dicke schwarze Linien mit Pfeilen: elektrische Feldlinien – elektrische Feldkraftlinien; die Dichte der Linie an einem bestimmten Punkt ist die Größe des elektrischen Feldes, die Größe der elektrischen Feldkraft und die Dichte der Ladung; Die Feldlinien kreuzen sich nicht entlang der Richtung der elektrischen Feldlinien. Je kleiner die Dichte der Linien, desto kleiner das elektrische Feld und desto kleiner die elektrische Feldstärke. 2. Farbe und Tiefe stellen die elektrische potentielle Energie dar: Gelb steht für die elektrische potentielle Energie Null. Je dunkler die Farbe, desto größer ist die elektrische potentielle Energie. 3. Die dünne Spule stellt die Äquipotentialfläche dar; sie ist auch die Fläche mit gleicher elektrischer Potentialenergie. 4. Je dichter die elektrischen Feldlinien, desto größer die elektrische Feldkraft, desto mehr Arbeit wird im gleichen Abstand verrichtet, desto größer ist die elektrische potentielle Energie und desto dichter sind die Äquipotentiallinien. 5. Die elektrischen Feldlinien verlaufen senkrecht zur Äquipotentialfläche und das elektrische Potenzial nimmt entlang der Richtung der elektrischen Feldlinien allmählich ab.
gleichmäßiges elektrisches Feld
Durch die Ladungsmenge kann ein stabiles und gleichmäßiges elektrisches Feld aufgebaut werden
Kapazität
Es gibt eine Wechselwirkung zwischen stationären Ladungen
elektrische Feldkraft
elektrisches Feld
elektrische potentielle Energie
Elektrisches Potenzial und Potenzialdifferenz
Schließen Sie zwei leitende Platten an die Stromversorgung an. Nachdem die positiven und negativen Ladungen auf den Platten ausgeglichen sind, schalten Sie den Strom aus. Die beiden Platten speichern Energie.
Was ist ein Kondensator?
Durch das elektrische Feld zweier paralleler Platten sind die positiven/negativen Ladungen ausgeglichen, und die Komponente, die Ladungen speichern kann, wird Kondensator genannt. Besteht typischerweise aus zwei leitenden Oberflächenplatten, die durch eine isolierende Schicht, ein sogenanntes Dielektrikum, dazwischen getrennt sind. In einem herkömmlichen Kondensator wird elektrische Energie statisch durch getrennte Ladungen (normalerweise Elektronen) in einem elektrischen Feld zwischen zwei Elektrodenplatten gespeichert. <Diese Komponente kann Energie speichern und ist ein Behälter zum Speichern von Ladung, daher wird sie als Kondensator bezeichnet>
Definition von Kondensator
F: Die von einem Kondensator transportierte Ladungsmenge bezieht sich auf die Ladungsmenge, die von einer Platte getragen wird. U: Potentialdifferenz zwischen den beiden Platten des Kondensators Kapazität: die pro Spannungseinheit gespeicherte Ladungsmenge
Im Internationalen SI-Einheitensystem ist die Kapazitätseinheit Farad (Farad), abgekürzt als Methode, Symbol: F. Das heißt, wenn der Kondensator eine Ladung von 1 C trägt, beträgt die Potentialdifferenz zwischen den beiden Platten 1 V und die Kapazität des Kondensators beträgt 1 F. Die F-Einheit ist sehr groß und die in der Praxis gebräuchlichen Einheiten sind hauptsächlich Mikrofarad (μF) und Pikofarad (pF). 1 μF = 10^-6F 1 pF = 10^-12F
Aus der Formel geht hervor, dass die Größe des Kondensators von der Ladungsmenge und der Spannung beeinflusst wird, aber das ist nicht der Fall! Die Spannung selbst ist die Ladungsmenge
Idealerweise hängt die Kapazitätsgröße von der Plattenfläche und der Dicke des Dielektrikums ab. Die Kapazitätsgröße wird bei der Herstellung jedes einzelnen Kondensators festgelegt. (Außer variable Kondensatoren)
Dielektrikum
Gängige Dielektrika (dielektrische Materialien) sind: Keramik, Folien (Kunststoffe, Papier), Glimmer, Glas, Papier, Luft, Vakuum Oxidschichten auf Metallen (Aluminium, Tantal, Niob),
1. Linkes Bild: Wenn in der Mitte der Platte ein Leiter hinzugefügt wird, fließt Ladung und Energie geht verloren. Ein Dielektrikum ist also ein Isolator. 2. Dielektrika können durch ein angelegtes elektrisches Feld polarisiert werden. Die Materialpolarisation ähnelt der elektrostatischen Induktion (mittleres Bild). 3. Dielektrische Materialien haben keine lose gebundenen oder freien Elektronen. Wenn sie in ein elektrisches Feld gebracht werden, fließen die Ladungen im Dielektrikum nicht aus dem Material, sondern weichen nur geringfügig von ihrer ursprünglichen durchschnittlichen Gleichgewichtsposition ab. (Bild rechts)
Keramikkondensatoren
Querschnittsstruktur und schematisches Diagramm eines Chipkondensators. Muss ich bei der Verwendung zwischen Plus- und Minuspol unterscheiden?
Folienkondensator
Polypropylen (PP) Polyethylenterephthalat, Polyester (PET) Polyphenylensulfid (PPS) Polyethylennaphthalat (PEN) Polytetrafluorethylen (PTFE) Muss ich bei der Verwendung zwischen Plus- und Minuspol unterscheiden?
Elektrolytkondensator
Aluminium-Elektrolytkondensatoren 1. Die Anode besteht aus Aluminiumfolie, und auf der Aluminiumfolie ist eine Oxidschicht aus Aluminiumoxid angebracht. Die Oxidschicht ist ein Dielektrikum! 2. Das mit Elektrolyt getränkte Papier ist die Kathode, und die Aluminiumfolie im Papier ist nur die Kathodenleitung; 3. Elektrolytkondensatoren werden nach dem Kathodenmaterial benannt, das ein Elektrolyt ist. 4. Es ist notwendig, zwischen positiven und negativen Polen zu unterscheiden. Keramik- und Filmkondensatoren beziehen sich alle auf Dielektrika. Dieses Bild zeigt Metalloxidschicht-Dielektrika.
Tantalkondensator
Unterscheiden Sie zwischen positiven und negativen Polen Positive Elektrode: Tantalblock. Negative Elektrode: Mangandioxid Das Dielektrikum ist Tantalpentoxid
Unterschiedliche Dielektrika haben einen großen Einfluss auf die Kapazität
Permittivität
Superkondensator
1. Super: Die Energiedichte des Kondensators ist groß, dh die Energie, die pro Volumeneinheit gespeichert werden kann. Vergleicht man die oberen und unteren Werte, so beträgt der Kapazitätswert von Superkondensatoren bis zu 20.000 Mal so viel wie der von Elektrolytkondensatoren. 2. Die Energiedichte vorhandener Superkondensatoren beträgt etwa 10 % der herkömmlichen Batterien/Akkus. Die Energiedichte herkömmlicher Kondensatoren ist extrem gering und es besteht ein großer Unterschied zu den Superkondensatoren, die in der Mitte dieser Lücke liegen spielen offensichtlich eine Rolle dabei, dies auszugleichen. Kann bis zu 12.000 Farad/1,2 Volt erreichen. 3. Während die Energiedichte bestehender Superkondensatoren etwa 10 % derjenigen herkömmlicher Batterien beträgt, ist ihre Leistungsdichte typischerweise 10 bis 100 Mal höher. Die Leistungsdichte ist das Produkt aus Energiedichte mal der Geschwindigkeit, mit der Energie an die Last geliefert wird (in Energiewandlern wie Batterien, Motoren, Netzteilen usw. wird die Leistungsdichte in W/m^3 ausgedrückt). Eine hohe Leistungsdichte führt zu kurzen Lade-/Entladezyklen. Dadurch eignen sie sich ideal für die Parallelschaltung mit Batterien und können die Batterieleistung im Hinblick auf die Leistungsdichte verbessern.
Ein Superkondensator (elektrochemischer Kondensator) besteht aus zwei Elektroden, die durch eine ionendurchlässige Membran (Separator) getrennt sind, und einem Elektrolyten, der die beiden Elektroden ionisch verbindet. Wenn eine Elektrode durch eine angelegte Spannung polarisiert wird, bilden die Ionen im Elektrolyten eine elektrische Doppelschicht mit entgegengesetzter Polarität zur Elektrode.
Nennspannung
Nennspannung
Ab einer bestimmten elektrischen Feldstärke wird das Dielektrikum im Kondensator leitend und verliert seine kapazitive Funktion. Dünn Die auf dem Produkt angegebene Nennspannung muss niedriger sein als die Durchschlagsspannung.
Geladene Teilchen bewegen sich in einem elektrischen Feld
Sollte als grundlegendes Lernen positioniert werden
1. Der Heizdraht erhitzt die Kathode und gibt Elektronen frei; der Elektronenstrahl wird gesteuert, um ihn zu formen und zu fokussieren; 2. Die Elektronen werden durch das beträchtliche Potenzial der positiven Elektrode angezogen (im Allgemeinen wird die positive Elektrode auf 1200 V fokussiert und die positive Elektrode auf 2000 V beschleunigt), um einen sehr dünnen Elektronenstrahl mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu bilden. 3. Anlegen externer elektrischer Felder an den y-Platten (vertikal) und x-Platten (horizontal), um den Elektronenstrahl abzulenken; 4. Der elektrische Strahl trifft auf einen mit lichtempfindlichem Material beschichteten Bildschirm, einen fluoreszierenden Bildschirm mit kleinen Punkten aus phosphoreszierendem Material, der als Licht erkannt wird.
Prinzip des Ablenksystems
Die Kraftablenkung von Ladungen in einem elektrischen Feld! Die Elektronen werden durch eine positive Spannung an der Anode beschleunigt und gelangen durch das Loch in der Anode. Das zu messende Signal wird an den vertikalen Plattenkondensator gesendet Elektronen werden nach oben oder unten abgelenkt, sie folgen dem gemessenen Spannungssignal. In der X-Richtung erfolgt die Ablenkung durch einen um 90° gedrehten Plattenkondensator, an den eine Sägezahnspannung angelegt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass der Strahl immer abgelenkt wird links nach rechts. Die Elektronen werden durch die positive Spannung an der Anode beschleunigt und passieren das Loch in der Anode. Die vertikale Y-Ablenkung wird durch Plattenkondensatoren erreicht. Das zu messende Signal wird an den vertikalen Plattenkondensator gesendet. Abhängig von der Spannung werden die Elektronen nach oben oder unten abgelenkt und folgen dem gemessenen Spannungssignal. In X-Richtung erfolgt die Ablenkung der Elektronen durch einen weiteren Plattenkondensator im 90°-Winkel. Durch Anlegen einer Sägezahnspannung wird sichergestellt, dass der Elektronenstrahl immer von links nach rechts abgelenkt wird.
Das zu messende externe Spannungssignal bildet ein y-förmiges (vertikales) elektrisches Feld, das die Elektronen auf und ab bewegt. Die Elektronen stapeln sich kontinuierlich auf dem Bildschirm, es ist jedoch nur eine vertikale Linie zu sehen. (Ähnlich der Auf- und Abbewegung eines Federvibrators).
Die von einem einzelnen x-Kondensator (horizontal) angelegte Sägezahnspannung lenkt die Elektronen ganz nach rechts ab und entfaltet das zu prüfende Signal rechtzeitig, um eine Wellenform zu bilden, mit der das Problem gefunden werden kann. Die Frequenz des Sägezahnspannungssignals sollte mit der Frequenz des gemessenen Signals synchronisiert sein
Die Ablenkplatte ist die Kapazität; die Y-Achse ist die Amplitude und Bewegungsverschiebung und die X-Achse ist die Zeit! Das zu messende Signal ist hauptsächlich der Spannungswert, auf der Y-Achse können alle Größen eingegeben werden, die mit einem Voltmeter gemessen werden können. Auch der Wert und die Periode der Wechselspannung können gemessen werden.