Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

1

Για τους πυκνωτέςΓια τους πυκνωτές

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

2

Τι δουλειά κάνει ένας Τι δουλειά κάνει ένας πυκνωτήςπυκνωτής;;

Είναι μια διάταξη που λειτουργεί Είναι μια διάταξη που λειτουργεί ως ως αποθήκη ηλεκτρικού φορτίουαποθήκη ηλεκτρικού φορτίου,, συνεπώς και ηλεκτρικής συνεπώς και ηλεκτρικής ενέργειας.ενέργειας.Πού χρησιμοποιείται ένας Πού χρησιμοποιείται ένας

πυκνωτήςπυκνωτής;;Τηλέφωνα, Ραδιόφωνα, Τηλέφωνα, Ραδιόφωνα, Τηλεοράσεις, Ηλεκτρονικοί Τηλεοράσεις, Ηλεκτρονικοί υπολογιστές, Φλας υπολογιστές, Φλας Φωτογραφικών μηχανών κ.α.Φωτογραφικών μηχανών κ.α.Είναι οι Είναι οι ηλεκτρονικοί φρουροίηλεκτρονικοί φρουροί

των ολοκληρωμένων ηλεκτρικών των ολοκληρωμένων ηλεκτρικών κυκλωμάτων.κυκλωμάτων.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

3

Φιάλη Φιάλη LeydenLeyden (1745) (1745)

Pieter van Musschenbroek(1692 – 1761)

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

4

Πώς λειτουργείΠώς λειτουργεί η φιάλη η φιάλη LeydenLeyden

ΜεταλλικόΜεταλλικός άξοναςς άξονας

Γυάλινο Γυάλινο περίβλημα περίβλημα διηλεκτρικδιηλεκτρικ

όό

ΜονωμένΜονωμένο πώμαο πώμα

ΕσωτερικΕσωτερικό ό

μεταλλικό μεταλλικό κάλυμμακάλυμμαΕξωτερικΕξωτερικ

ό ό μεταλλικό μεταλλικό κάλυμμακάλυμμα

ΜεταλλικΜεταλλική ή

αλυσίδααλυσίδα

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

5

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

6

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

7

Τρόποι φόρτισης επίπεδου Τρόποι φόρτισης επίπεδου πυκνωτήπυκνωτή

- - - - - - -- - - - - - - - -- - - -

-

---

+ + ++ + + + + ++ + +++ + +

- - - - - -- - - - - - - - --

α. Με α. Με επαγωγήεπαγωγή

- - - - - -- - - - - - - - - - ------------------------------------ + + ++ + + + + ++ + +++ + +++++++++++++++

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

8

β. Με πηγήβ. Με πηγή

Συμβολισμός επίπεδου Συμβολισμός επίπεδου πυκνωτήπυκνωτή

+

+

+

+

+

+

- -

-

- -

-

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

9

Χωρητικότητα πυκνωτήΧωρητικότητα πυκνωτήσταθ.....V

QVQ

VQ ==3

3=22=

VQC =

ΧωρητικότηταΧωρητικότητα ((C)C) ενός ενός πυκνωτή ονομάζεται το πυκνωτή ονομάζεται το μονόμετρο μέγεθος που μονόμετρο μέγεθος που ισούται με το σταθερό πηλίκο ισούται με το σταθερό πηλίκο του φορτίου (του φορτίου (Q) Q) προς την προς την τάση (τάση (V) V) του πυκνωτή.του πυκνωτή.

Ένας Ένας πυκνωτής πυκνωτής χαρακτηρίζεταιχαρακτηρίζεται από την από την χωρητικότητά χωρητικότητά του.του.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

10

Όταν λέμε ότι Όταν λέμε ότι ο πυκνωτής έχει φορτίο ο πυκνωτής έχει φορτίο QQ, , εννοούμε ότι ο οπλισμός με το εννοούμε ότι ο οπλισμός με το υψηλότερο δυναμικό έχει φορτίο υψηλότερο δυναμικό έχει φορτίο ++Q Q και και αυτός με το χαμηλότερο –αυτός με το χαμηλότερο –Q.Q.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

11

Μονάδα ΧωρητικότηταςΜονάδα Χωρητικότητας

)Farad(FVCταΧωρητικότη 11

Άλλες μονάδες Άλλες μονάδες (υποδιαιρέσεις)(υποδιαιρέσεις)11mF=10mF=10-3-3F 1F 1μμF=10F=10-6-6FF1nF=101nF=10-9-9F 1pF=10F 1pF=10--

1212FF

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

12

Γραφικές παραστάσειςΓραφικές παραστάσεις

C

Q

C=σταθ.

C

V

Q

V

C=σταθ.

φ

εφφ=C

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

13

Χωρητικότητα Χωρητικότητα πυκνωτή με πυκνωτή με διηλεκτρικό.διηλεκτρικό.

0CCε = ε ε = διηλεκτρική σταθερά του = διηλεκτρική σταθερά του

υλικούυλικού

μεταλλικό φύλλο διηλεκτρικό

πυκνωτής με διηλεκτρικό

οπλισμοί

σύρματα σύνδεσης

πλαστικό κάλυμμα

αλουμίνιο

διηλεκ-τρικό

σύνδεση (-)

σύνδεση (+)

μεταλλικόφύλλο

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

14

Χωρητικότητα επίπεδου Χωρητικότητα επίπεδου πυκνωτήπυκνωτή

SεC 00

00 εCSεεC

Χωρίς Χωρίς διηλεκτρικόδιηλεκτρικό((κενό ή αέρας)κενό ή αέρας)::Με Με διηλεκτρικό διηλεκτρικό (μονωτικό) (μονωτικό) υλικόυλικό::Διηλεκτρική Διηλεκτρική

σταθερή σταθερή μονωτικού μονωτικού υλικούυλικού::

1 εCCε

0

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

15

Ηλεκτρική (Δυναμική) Ηλεκτρική (Δυναμική) ενέργεια πυκνωτήενέργεια πυκνωτή

CQV.CV.QU

22

21

21

21

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

16

Ομογενές ηλεκτρικό πεδίοΟμογενές ηλεκτρικό πεδίο

VE

.q.E.FWAB

V.qWAB =+

+

+

+

-

-

-

-

++QQ

--QQ

A B

V

E

F

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

17

Ένας γήινος πυκνωτής

Προβολή Προβολή ppt ppt με με κεραυνούς.κεραυνούς.

Ο μικρότερος πυκνωτής που έχει φτιαχτεί.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

18

Είδη πυκνωτώνΕίδη πυκνωτώνΑ. Πυκνωτές αέραΑ. Πυκνωτές αέρα

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

19

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

20

Β. Πυκνωτές με στερεά Β. Πυκνωτές με στερεά διηλεκτρικάδιηλεκτρικά

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

21

Γ. Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτέςΓ. Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

22

ΠαρατηρήσειςΠαρατηρήσεις Όσο ο πυκνωτής είναι Όσο ο πυκνωτής είναι συνδεδεμένος με την πηγή συνδεδεμένος με την πηγή διατηρεί την τάσηδιατηρεί την τάση που υπάρχει που υπάρχει στα άκρα της πηγής, ότι στα άκρα της πηγής, ότι αλλαγές αν γίνουν στον αλλαγές αν γίνουν στον πυκνωτή.πυκνωτή. Όταν ο πυκνωτής Όταν ο πυκνωτής αποσυνδεθείαποσυνδεθεί από την πηγήαπό την πηγή έχει έχει ήδη φορτιστεί με ήδη φορτιστεί με φορτίοφορτίο που το που το διατηρείδιατηρεί, ότι αλλαγές αν γίνουν , ότι αλλαγές αν γίνουν στον πυκνωτή.στον πυκνωτή.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

23

Εύρεση στοιχείων πυκνωτήΕύρεση στοιχείων πυκνωτή

ΦορτΦορτίοίο

ΤάσΤάσηη

ΧωρητΧωρητικότηικότη

τατα

ΈντασΈντασηη

ΕνέργεΕνέργειαια

ΑρχικάΑρχικά QQ00 VV00 CC00 EE00 UU00

Τελικά Τελικά (σταθε(σταθε

ρήρήτάση) τάση)

VV00

ΤελικάΤελικά(σταθε(σταθε

ρόρόφορτίοφορτίο

))

QQ00 22VV00 EE00 22UU00

20Q

Α. Απομάκρυνση Α. Απομάκρυνση οπλισμώνοπλισμών

(με διπλασιασμό της απόστασής των)

20U

20C

20E

20C

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

24

Β. Τοποθέτηση διηλεκτρικούΒ. Τοποθέτηση διηλεκτρικού (με διηλεκτρική σταθερά ε)

ΦορτΦορτίοίο

ΤάσΤάσηη

ΧωρηΧωρητικόττικότηταητα

ΈντασΈντασηη

ΕνέργειΕνέργειαα

ΑρχικάΑρχικά QQ00 VV00 CC00 EE00 UU00

Τελικά Τελικά (σταθε(σταθε

ρήρήτάση) τάση)

εε..QQ00 VV00 εε..CC00 EE00 εε..UU00

ΤελικάΤελικά(σταθε(σταθε

ρόρόφορτίο)φορτίο)

QQ00 εε..CC00

εV0

εE0

εU0

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

25

Ερωτήσεις Ερωτήσεις κατανόησηςκατανόησης

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

26

1. Ανάμεσα στους δύο οπλισμούς ενός πυκνωτή μπορεί να υπάρχει α. μέταλλο. β. μονωτικό υλικό.γ. σίδηρος.

2. Οι πυκνωτές αποθηκεύουνα. ηλεκτρόνια.β. πρωτόνια.γ. νετρόνια.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

27

3. Αν φορτίσουμε έναν πυκνωτή με μια μπαταρία 1,5V, τότε η διαφορά δυναμικού ανάμεσα στους οπλισμούς του πυκνωτή θα είναια. 0V. β. 1,5V. γ. 3V.

4. Συνήθως οι πυκνωτές αέρα χρησιμοποιούνται α. στα ραδιόφωνα.β. στα ρολόγια.γ. στις κεραίες.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

28

5. Η εφεύρεση που αναφέρεται στον πρώτο πυκνωτή ήταν

α. η μηχανή Βίμχουρστ. β. η φιάλη Kleist.γ. η φιάλη Leyden.

6. Το φλας μιας φωτογραφικής μηχανής υποστηρίζεται από α. μια μπαταρία. β. έναν πυκνωτή.γ. ένα μετασχηματιστή.

Μερκ. Παναγιωτόπουλος-Φυσικός www.merkopanas.blogspot.gr

29

7. Η κύρια διαφορά ανάμεσα σε έναν πυκνωτή και μια μπαταρία είναι ότια. ο πυκνωτής μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερα ηλεκτρόνια από μια μπαταρία.β. ο πυκνωτής μπορεί να αποθηκεύσει το ίδιο φορτίο με μια μπαταρία, αλλά σε μικρότερο χώρο. γ. o πυκνωτής μπορεί να εκφορτιστεί γρηγορότερα από μια μπαταρία. 8. Η μονάδα μέτρησης της χωρητικότητας ενός πυκνωτή στο SI είναια. Volt. β. Coulomb. γ. Farad.