Зарядталған конденсатордың энергиясы

Зарядталған конденсаторда энергия қорының бар болады. Мысалы, С конденсаторды ( 2.5.1- сурет) Б ток көзінің көмегімен зарядтайық (К кілт 1 жағдайда тұр). Егер К кілтті 2 жағдайға қоссақ, онда конденстор Ш электр шамы арқылы разрядталады да шам жарқ ете қалады. Конденсатордың разрядталуы кезінде пайда болатын электр тогы шамның қылы арқылы өткенде, одан белгілі бір жылу мөлшері бөлінеді. Ал бұл зарядталған конденсатор электр энергиясына ие болатынын білдіреді.

2.5.1 – сурет.

Енді конденсатордың энергиясы қандай шамаларға тәуелді болатынын анықтайық.

Зарядталған конденсатордың толық энергиясы оны зарядтау үшін орындалатын жұмысқа тең екені айқын.

Оң (немесе теріс) зарядталған бөлшектерді бір пластинадан екінші пластинаға тасымалдай отырып конденсаторды зарядтайық (2.5.2- сурет). Мұндай бөлшектер, мысалы, металдың оң иондары немесе еркін электрондар болуы мүмкін.

2.5.2 – сурет.

A = . ( 2.5.1)

Сонымен, зарядталған конденсатордың энергиясы

W = = , ( 2.4.2)

мұндағы Q – конденсатор заряды, С – оның электр сыйымдылығы, - оң және теріс зарядталған жапсарлардың потенциалдар айырымы. Конденсатор пластиналары зарядтарының таңбалары қарама – қарсы екені белгілі. Олай болса, олар өзара тартылады. Энергия үшін жазылған өрнекті пайдаланып, конденсатор пластиналарының бірін – бірі тартатын механикалық күшті анықтайық. Ол үшін пластиналар арасындағы х аралық, мысалы, dx шамаға өзгереді деп жорамалдайық. Сонда әсер етуші күш мынадай жұмыс істейді:

dA = Fdx,

ал бұл жұмыс жүйенің потенциалдық энергиясының кемуі есебінен орындалады:

Fdx = -dW,

немесе

F = - . (2.4.3)

W = = . (2.4.4)

Сөйтіп,

F = - , (2.4.5)

мұндағы « - » таңбасы F күш пластиналар арасындағы х аралықты кішірейтуге ұмтылатынын көрсетеді, яғни Ғ күш тартылыс күші болып табылады.

ҚОРЫТЫНДЫ

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 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.
  

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. 
   Т. А. Қоразов. Электрдинамика негіздері. Ақтөбе – 2007, 121 – 134 бет;
   
2. 
   Ж. С. Ақылбаев, Қ. Т. Ермағанбетов. Электр және магнетизм. Қарағанды – 2003, 163 – 168 бет;
   
3. 
   С. Э. Фриш, А.В. Тиморева. Жалпы физика курсы, 2- том. 108 – 114бет;
   
4. 
   Ф.Б. Бәйімбетов, Т.С. Рамазанов. Электр және магнетизм. Алматы «Қазақ университеті», 2004. 23 – 25 бет;
   
5. 
   И. В. Савельев. Жалпы физика курсы. Алматы – 1977, 83 – 89 бет;
   
6. 
   Матвеев А. Н. Электричество и магнетизм. Учебное пособие. Москва – 1983;
   
7. 
   Ақылбеков Ә. Электр және магнетизм. Алматы – 1977;
   
8. 
   Виноградов Ю.В. “Основы электронной и полупроводниковой техники”, 2 –том. Москва - 1972;
   
9. 
   Справочник «Конденсаторы» , «Радио и связь». Москва - 1987.
   
10. 
    Абдулаев Ж. Физика курсы. Алматы – 1994.