απορία; ΟΤΑΝ ΕΧΕΙΣ ΑΠΟΡΙΑ

5-11 ΠΥΚΝΩΤΕΣ ΚΑΙ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΑ

Ένα μονωτικό υλικό ανάμεσα στους οπλισμούς ενός πυκνωτή αυξάνει τη χωρητικότητά του κατά τη διηλεκτρική σταθερά K: C = K·Co. Το μάθημα εξηγεί γιατί, με την πόλωση των μορίων του διηλεκτρικού.

Β΄ Λυκείου · Φυσική θετικών · 25 λεπτά

Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.

Άνοιγμα βιβλίου ↗

Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο, έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

  1. Διηλεκτρικά ή μονωτές, όπως λάδι, γυαλί, λαδόχαρτο, δεν αφήνουν φορτία να κινηθούν μέσα τους· οι περισσότεροι πυκνωτές έχουν ένα ανάμεσα στους οπλισμούς.
  2. Ο πυκνωτής «σάντουιτς»: δύο μεταλλικά φύλλα με πλαστικό ανάμεσα, τυλιγμένα σε ρολό.
  3. Το διηλεκτρικό κρατά τους οπλισμούς σε μικρή απόσταση, αντέχει ισχυρά πεδία (διηλεκτρική αντοχή) και αυξάνει τη χωρητικότητα.
  4. Πείραμα: σε φορτισμένο και αποσυνδεδεμένο πυκνωτή, το διηλεκτρικό ρίχνει την ένδειξη του βολτομέτρου· το φορτίο μένει ίδιο, άρα η C αυξάνεται.
  5. Διηλεκτρική σταθερά K = C/Co· για επίπεδο πυκνωτή με διηλεκτρικό C = K·εο·A/d.
  6. Πόλωση: τα μόρια είναι ή γίνονται δίπολα και προσανατολίζονται στο πεδίο, ενώ η θερμική κίνηση εμποδίζει την πλήρη ευθυγράμμιση.
  7. Στις επιφάνειες του διηλεκτρικού εμφανίζονται επαγόμενα φορτία αντίθετα με των οπλισμών, οπότε η ένταση και η τάση μικραίνουν κατά K.
  8. Αν ο πυκνωτής μένει συνδεδεμένος με την πηγή, η τάση μένει σταθερή και με το διηλεκτρικό αυξάνεται το φορτίο του.

Όροι

διηλεκτρικό
μονωτής ανάμεσα στους οπλισμούς
διηλεκτρική αντοχή
μέγιστη ένταση πεδίου που αντέχει μονωτής
διηλεκτρική σταθερά K
K = C/Co, καθαρός αριθμός πάνω από 1
C = K·Co
χωρητικότητα με διηλεκτρικό
C = K·εο·A/d
επίπεδος πυκνωτής με διηλεκτρικό
V = Vo/K
τάση αποσυνδεδεμένου μετά το διηλεκτρικό
E = V/d
ένταση στο ομογενές πεδίο του πυκνωτή
πόλωση
ανακατανομή φορτίων του διηλεκτρικού
δίπολο
μόριο με χωρισμένο θετικό και αρνητικό
μόριο νερού
δίπολο ακόμη και χωρίς πεδίο
πυκνωτής «σάντουιτς»
μεταλλικά φύλλα και πλαστικό σε ρολό
σπινθήρας
κίνδυνος για τον πυκνωτή σε ισχυρό πεδίο
κεραυνός
ο αέρας γίνεται αγώγιμος σε ισχυρό πεδίο
K του κενού
1
K του γυαλιού
5,6

ΠΑΙΞΕ ΤΟΤηλεπαιχνίδι · Η Σκάλα · Η Τελεία · Κρεμάλα · Ζευγάρια · όλα με την ύλη αυτού του μαθήματος.

Εξάσκηση

Συχνές απορίες

Γιατί βάζουμε διηλεκτρικό ανάμεσα στους οπλισμούς ενός πυκνωτή;

Για τρεις λόγους: κρατά τους οπλισμούς κοντά χωρίς να ακουμπούν, αντέχει πιο ισχυρά πεδία από τον αέρα χωρίς σπινθήρα και αυξάνει τη χωρητικότητα του πυκνωτή.

Τι είναι η διηλεκτρική σταθερά;

Ο λόγος K = C/Co της χωρητικότητας με διηλεκτρικό προς τη χωρητικότητα χωρίς αυτό. Είναι καθαρός αριθμός, μεγαλύτερος από 1, και χαρακτηρίζει το υλικό.

Γιατί μειώνεται η τάση όταν βάζουμε διηλεκτρικό σε αποσυνδεδεμένο πυκνωτή;

Το διηλεκτρικό πολώνεται: τα δίπολα των μορίων του ευθυγραμμίζονται με το πεδίο και στις επιφάνειές του εμφανίζονται αντίθετα φορτία. Έτσι το πεδίο μέσα στον πυκνωτή γίνεται K φορές πιο αδύναμο και η τάση πέφτει σε Vo/K, ενώ το φορτίο μένει ίδιο.

Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.

Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.