☰ Mundarija · Fizika

Elektr maydon energiyasi va kondensator

Darslar 34 · 1 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 10-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2017
34

Elektr maydon energiyasi

Darslik: 125–128-betlar
MaqsadZaryadlangan o‘tkazgich va kondensator energiyasini, elektr sig‘imini va maydon energiyasining hajmiy zichligini hisoblash.
Yangi so‘zlar
elektr sig‘im · electric capacitancekondensator · capacitorelektr maydon energiyasi · energy of the electric fieldenergiyaning hajmiy zichligi · energy density
Tushuntirish

Jismni zaryadlash uchun zaryadlarning itarishini yengib ish bajariladi; bu ish elektr maydon energiyasiga aylanadi. Potensial noldan φ gacha chiziqli ortgani uchun o‘rtacha potensial φ/2, shuning uchun W = qφ/2. Elektr sig‘im C = q/φ (birligi 1 F = 1 C/V; amalda mF, μF, nF, pF), shundan W = Cφ²/2 = q²/(2C). Kondensator – dielektrik bilan ajratilgan ikki o‘tkazgich (qoplama); uning sig‘imi C = q/U, yassi kondensatorda C = εε₀S/d, bunda ε₀ = 8,85·10⁻¹² F/m. Kondensator energiyasi W = qU/2 = CU²/2 = q²/(2C). Bu energiya qoplamalar orasidagi maydonda mujassam; hajmi V = Sd bo‘lgan yassi kondensatorda W = εε₀E²V/2. Maydon energiyasining hajmiy zichligi w = W/V = εε₀E²/2 (birligi J/m³). Zaryadlangan kondensator energiyani yo‘qotib boradi, kichik qarshilikli zanjirdan esa deyarli bir zumda zaryadsizlanadi; shuning uchun zaryadlangan kondensatorni qo‘l bilan ushlamang.

Namunalar
C = 5 μF kondensator U = 100 V ga zaryadlangan: q = CU = 5·10⁻⁶·100 = 5·10⁻⁴ C; W = CU²/2 = 5·10⁻⁶·10⁴/2 = 0,025 J = 25 mJ.
Kondensator q = 40 μC zaryad olgan, sig‘imi C = 2 μF: U = q/C = 20 V; W = q²/(2C) = (4·10⁻⁵)²/(4·10⁻⁶) = 4·10⁻⁴ J = 400 μJ (tekshiruv: qU/2 = 40·20/2 = 400 μJ).
Sinfda faoliyat

Faqat hisob va o‘qituvchi bilan: har xil sig‘imli (1 μF, 10 μF, 100 μF) kondensatorlar uchun 10 V da energiyani hisoblab jadval to‘ldiring. Haqiqiy kondensatorni zaryadlamang, tarmoqqa ulamang, ushlamang.

Mashq
1
Zaryadlangan kondensator energiyasi uchun uchta formulani yozing.
2
C = 10 μF, U = 20 V. Energiya necha μJ? (W = CU²/2)
3
q = 40 μC, U = 100 V. Energiya necha mJ? (W = qU/2)
4
Nima uchun kondensatorni zaryadlangandan keyin ushlash xavfli?