Пример 4. Емкость одной лейденской банки равна 1000 см, а другой 3000 см. Чему равна емкость батареи, если обе лейденские банки соединить между собой параллельно?
Решение. Если
то общая емкость батареи конденсаторов равна: ^_
•
s. Однако, на практике представляет большое неудобство обращение с батареями, состоящими из большого числа параллельно соединенных лейденских банок. Поэтому на практике для получения больших емкостей устраивают особые конденсаторы, состоящие из большого числа параллельно соединенных конденсаторов, причем каждый конденсатор состоит из двух станиолевых (ив оловянной бумаги) листков С прокладкой из бумаги, пропитанной парафином; эта бумага и служит диэлектриком (изолятором).
Вырежем теперь из оловянной бумаги несколько четырехугольных листков,
имеющих форму, показанную на рис. 39. Если взять два таких
станиолевых листка и проложить между ними лист бумаги, пропитанной парафином, то получится один конденсатор,
изображенный на рис. 40. '
Возьмем два таких конденсатора и соединим их параллельно, для чего соединим между собой обкладки а ж d, & также обкладки bи с (рис. 41). Однако, не трудно видеть, что обкладки Ъ и с можно заменить одной Ь, как показано на рис. 42, и получить конденсатор с } удвоенной емкостью.
Теперь не трудно догадаться, что конденсатор, схематически изображенный на рис. 43, состоит из 6 параллельно соединенных конденсаторов/ и, следовательно, его емкость увеличена в 6 раз по сравнению с емкостью одного конденсатора. Таким образом мы видим, что число/
конденсаторов, соединенных параллельно, определяется не числом станиолевых листков, а числом бумажных прокладок.
Иногда вместо бумажных прокладок применяют тонкие листы слюды, и в таком случае конденсатор называется слюдяным конденсатором.
: На рис. 44 изображен маленький конденсатор, собранный из станиолевых листков, емкостью около 1000 см; длина его не превышает 5 сантиметров. Такие «конденсаторы применяются в радиотехнике.
2 Бумага
берется несколько большего размера, чем диеты станиолевой бумага.
Однако, в технике переменного тока применяют конденсаторы большой емкости, около одной микрофарады. Такие конденсаторы состоят ш большого числа станиолевых листов с бумажными прослойками, уложенных в деревянный ящик, залитый парафином. Снаружи ящика укрепляют два зажима, соединенные с обкладками конденсатора. Конденсаторы подобного устройства называются конденсаторами постоянной емкости.
В радиотехнике
< находят себе обширное применение конденсаторы другого устройства: емкость
этих конденсаторов можно изменять по
желанию, и такие приборы называются
конденсаторами переменной емкости.
Представим себе воздушный конденсатор,
состоящий из двух металлических <медных или алюминиевых) полудисков А
и М (рис. 45). Один из полудисков,
например А, делается неподвижным, а другой полудиск М •(рис.
45) помощью ручки может вращаться в ту и другую сторону. <С ручкой связан указатель в виде стрелки,
который указываот угол
поворота подвижного диска. Если мы будем поворачивать подвижный полудиск, то понятно, что емкость конденсатора будет меняться в широких пределах. Когда указатель стоит на 0°, то емкость перомонного конденсатора будет наименьшая, ибо обе его обкладки находятся далеко друг от друга; с поворотом подвижной части вправо обкладка М подходит большей своей частью под неподвижную подкладку А и емкость повышается, и наконец, когда стрелка показывает 180°, емкость будет наибольшая, так как обе обкладки всей своей поверхностью находятся одна под другой _(рис. 47).
для увеличения емкости таких конденсаторов берут несколько конденсаторов, указанных на рис и «соединяют их параллельно, для" чего вберут несколько подвижных и несколько неподвижных по луди сков А и М (рис. 48). Неподвижные полудиски А соединены с металлическими стойками В, а подвижные полудиски М связаны между собой металлической осью О. Емкость конденсаторов подобного устройства достигает около 2 500 см. Иногда для повышения емкости при желании сохранять малые размеры конденсатора прокладывают между пластинками тонкие эбонитовые листочки, благодаря чему емкость повышается в 2— 2,5 раза.
В тех случаях, когда напряжение Vочень велико, 'Диэлектрик конденсатора может не выдержать- и будет пробит, т/е. между обкладками заряженного конденсатора произойдет разряд в виде искры через диэлектрик.
Для избежания этого применяется последовательное соединение конденсатора, т. е.
конденсаторы соединяют в батарею так, как-показано на рис. 49. На этом рисунке последовательно друг с
другом соединены 3 конденсатора одинаковой
емкости. Если напряжение между
проводом и землей равно 3ООО вольтам,
то каждый конденсатор будет находиться под напряжением 1 000 вольт. Однако, не трудно видеть, что при после
довательном соединении
конденсаторов
емкость уменьшается. "Для нашего случая, воображенного на рис. 49, емкость батареи в 3 раза меньше емкости одного конденсатора. Действительно, данную батарею конденсаторов (рис. 49) мы можем заменить одним конденсатором, обкладка которого имеет ту Вся поверхность, а расстояние между обкладками в 3 раза больше, чем у отдельного конденсатора. При этом, очевидно, емкость будет в 8 раза меньше.
§ 15. Атмосферное электричество. Грозовой разряд.
Еще в 1749 году Франклин и другие ученые при производстве своих опытов заметили, что воздух, окружающий земной шар, является наэлектризованным. Облака состоят ив мельчайших водяных капелек, * образующихся из водяных паров, поднимающихся с поверхности земли. Облака двигаются по направлению ветра и, проходя через наэлектризованный воздух, сами электризуются. Франклин пустил змей на смоченной дождем веревке и, после присоединения этой веревки к изолированному металлическому шару, извлекал из шара большие искры, которыми можно было заряжать лейденские банки. *
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.