ООО «Киберфизика» г. Москва, Долгопрудненское шоссе, д. 3

+7 926 144-23-67

6. Копилка электрических зарядов

Опубликовано: 31.08.2016

 

 

 

 

 

 

Компоненты:
- светодиод
- кнопка
- конденсатор 220 мкФ
- резистор 10 кОм (коричневый- черный –оранжевый-золотой)
- перемычка

 

Нажмите на кнопку, удерживайте ее несколько секунд, а затем - отпустите. Светодиод будет ещё некоторое время светиться даже после того, как отпустили кнопку и светодиод перестал получать питание от батареи. Электрический ток в цепи в этом случае возник в процессе разряда конденсатора.


При сборке схемы обращайте внимание на маркировку конденсаторов. В этом эксперименте мы используем электролитический конденсатор. Электролитические конденсаторы имеют полярность (минус там, где светлая полоса на корпусе и короткий вывод).


Проведите эксперименты с конденсаторами разной емкости (от 10 до 1000 мкФ). Как связаны емкость конденсатора и время свечения?


Почему мы используем в этой схеме резистор 10 кОм для светодиода? Если поставить резистор меньшего сопротивления, как в прошлых экспериментах, то время свечения увеличится или уменьшится? Почему?


В этом проекте появляется новый элемент – электрический конденсатор. Главное свойство конденсатора - его способность накапливать электрический заряд. Конденсатор устроен как две проводящие пластины, между которыми находится очень тонкий слой диэлектрика. Когда к конденсатору приложено напряжение, электроны скапливаются на одной из пластин. Они «хотят» перейти на противоположную пластину (их притягивает туда противоположный заряд), но им не дает это сделать слой диэлектрика. Заряженный конденсатор (когда он накопил некоторый заряд) может отдавать накопленные заряды, поддерживая в цепи электрический ток, при этом сам он, естественно, будет разряжаться. В нашем примере заряженный конденсатор начинает разряжаться через резистор и светодиод, когда кнопка отпущена.


У любого конденсатора есть предел заряда, или ёмкость. Она измеряется в фарадах (Ф), в честь ученого Майкла Фарадея. Фарад – это очень большая величина, значения ёмкости конденсаторов в нашем наборе измеряются в микрофарадах (сокращенно - мкФ) – миллионных долях фарады.
Еще одна важнейшая характеристика конденсатора - номинальное напряжение. Если зарядить его выше этого напряжения, то произойдёт пробой, конденсатор разрушится и перестанет работать.
На схеме конденсатор обозначается двумя черточками, что соответствует его устройству - это те самые две пластины.


В нашем наборе используются конденсаторы двух видов: керамические и электролитические. Электролитические конденсаторы, в отличие от керамических, имеют полярность, она обозначена на схемах знаком «плюс» у одной из черточек. Ёмкость электролитических конденсаторов значительно выше.