Электрсыйымдылық. Конденсаторлар және олардың түрлері

Физика 10 сынып.
Тақырыбы: «Электрсыйымдылық. Конденсаторлар және олардың түрлері. Жазық конденсатордың электр сыйымдылығы.»
Сабақтың мақсаты: Білімділік – оқушыларға конденсатор жайлы теориялық білім беріп, білімдерін есеп шығарту барысында жетілдіру;
ә) Дамытушылық — өз бетімен ойлау қабілеттерін арттыру, логикалық ойын дамыту, тапқырлық, ізденімпаздық қасиеттерге жетелеу, шығармашылық қабілетін дамыту, өз ойын нақты жеткізе білуге үйрету;
б) Тәрбиелік — оқушылардың пәнге деген ынтасын және қабілетін дамыту, оларды алғырлыққа дәлдікке, зеректілікке, шапшаңдыққа баулу. Пәнаралық байланыс: электротехника, математика Сабақтың түрі: Дәстүрлі емес сабақ
Оқыту әдістері: Ой туғызатын сұрақтар қою, ойлануға үйрету, жаңа технологиялық әдістер.
Көрнекілігі: проектор, компьютер, слайд, кеспе қағаздар.

Сабақтың барысы: 1. Ұйымдастыру бөлімі: амандасу, түгелдеу, сабаққа назарларын аудару.
ІІ. Сабақтың жоспары:
1. Графикалық диктант 2. Жаңа материалды меңгеру.
Графикалық диктант (1 ұпай)
• 1. Электр заряды өлшем бірлігі кулонмен анықталады?
• 2. Электр зарядының 3 түрі бар.
• 3. Әр электр зарядының айналасында өріс бар және ол материалды.
• 4. Диэлектрик деп электр зарядын тасымалдайтын еркін тасымалдағышы бар материалды айтамыз.
• 5. Электрсыйымдылығы деп конденсатор зарядының конденсатор пластиналары арасындағы потенциалдар айырымына қатынасымен өлшенетін физикалық шаманы айтады.
• 6. Электр сыйымдылығы өлшем бірлігі ХБЖ – фарад.
• 7. Конденсатор деп үлкен электр сыйымдылығы бар екі өткізгіштер жүйесін айтамыз.
• 8. Жазық конденсатор электр сыйымдылығы диэлектрик қасиетіне байланысты емес.
• 2. Сөзжұмбақ шешу арқылы (сөзжұмбақтың жауаптарынан тігіннен бүгінгі сабақтың тақырыбы шығады):
Сөзжұмбақ сұрақтары:
• 1. Зарядтың өлшем бірлігі (кулон)
• 2. Заряды бойынша бейтарап бөлшек (атом)
3. М2 – пен өлшенетін физикалық шама (аудан)
• 4. Электр тогын өткізбейтін зат (диэлектрик)
5. Элементар электр заряды (электрон)
• 6. Оң зарядты бөлшек(нейтрон) 7. Күш сызықтарының қасиеттерінің бірі (үзіліссіз)
• 8. Ток күшінің өлшем бірлігі (ампер)
• 9. Фи шамасымен белгіленеді (потенциал)
• 10. Кедергінің өлшемі (Ом)
• 11. Өлшемі кулон болатын физикалық шама (заряд)
• 12. Заттың ұсақ бөлшегі (молекула)
13. Сыйымдылықтың өлшем бірлігі (фарад)
• 14. Күштің зарядқа қатынасымен анықталатын физикалық шама (кернеулік)
III. Жаңа сабақ: Сонымен, балалар сөзжұмбақтан конденсаторлар деген сөзді алдық. Ендеше сабағымыздың тақырыбы да осылай аталады екен. Тарихқа қысқаша шолу.
1745 жылы Лейден қаласында неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст және голланд физигі Питер ван Мушенбрук тарихта ең алғашқы конденсатор – «лейден банкасын» жасады. Конденсатор деп жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын жүйені айтамыз. Ол латынның “condenso”- қоюлату, жинақтау деген сөзінен шыққан. Конденсатор электр энергиясын және электр зарядтарын жинақтау үшін қолданылады. Конденсатордың екі өткізгішін оның жапсарлары деп атайды. Ол жапсарларды шамасы жағынан тең, таңбалары жағынан қарама – қарсы зарядтпен зарядтайды. Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т. б электр
құралдарында қолданылады. Конденсатордын зарядты жинақтау қабілетін көрсететін физикалық шама – электрсыйымдылығымен біз алдыңғы сабақта танысқанбыз. Конденсатор жөнінде біз 8 сыныпта оқып таныстық Бүгінгі сабағымызда біз өзіміз дайындалып түсінгенімізді қалған оқушыларға айтып береміз. Сұрақтарыңыз болса, түсінбегендеріңіз болса сұрақ қоюға болады.
1. Сыйымдылық. Өлшем бірлігі. Формуласы - Қуандықов Даулет 2. Конденсатор түрлері - Әміржанова Айзада 3. Өткізгіштің электр сыйымдылығы әр түрлі факторларға байланысты өзгеруі.- Хатенов М 4. Әр түрлі конденсатор сыйымдылық формулалары.— Қодаров Ербол 5. Конденсаторды тізбектей және параллель жалғау - Муксенова Айзада 6. Қонденсаторларды қолдану - Сайфоллаева Айнелла Сонымен Өткізгіштің электрсыйымдылығы мынандай факторларға байланысты өзгереді:
1. Өткізгіштің электрсыйымдылығы оған екінші зарядталмаған өткізгішті жақындатқанда артады;
2. Екінші өткізгішті жерге жалғау бірінші өткізгіштің электрсыйымдылығын арттырады;
3. Қатты диэлектриктің болуы жүйенің электрсыйымдылығын арттырады;
4. Диэлектриктің қалыңдығын азайтса, өткізгіштер жүйесінің сыйымдылығы артады;
5. Диэлектриктің диэлектрик өтімділігі артқанда, жүйенің электрсыйымдылығы артады;
6. Өткізгіштердің бір - бірімен айқасу ауданын арттырғанда жүйенің электрсыйымдылығы артады;
Конденсаторларды сыртқы механикалық әсерлерден қорғау үшін оларды арнайы корпустармен қаптайды. Конденсаторды схемада мына түрде белгілейміз:
Халықаралық стандарт бойынша конденсаторларды жұмыс істеу принциптеріне байланысты тізбекте шартты түрде былай белгілейміз: ГОСТ 2. 728 - 74 бойынша белгіленуі Сипаттамасы Тұрақты сыйымдылығы бар конденсатор Поляризацияланған конденсатор Айнымалы сыйымдылығы бар конденсатор Сипаттық тағайындалуына қарай конденсаторларды шартты түрде жалпы және арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп бөлуге болады Жалпы қолданыстағы конденсаторларға кең тараған төмен вольтты конденсаторлар жатады және олар құралдар мен аппараттардың көптеген түрлерінде қолданылады Ал қалған конденсаторлардың барлығы арнайы қолданыстағы конденсаторлар деп аталады. Оларға жоғарғы вольтты, импульстік, бөгетті жойғыш, дозиметриялық және т. б конденсаторлар жатады.
Конденсатордың негізгі сипаттамасы оның электрсыйымдылығы болып табылады. Ол конденсатордың электр зарядын жинақтау қабілетін көрсетеді. Сыйымдылықтың анықтамасы бойынша конденсатордың жапсарларындағы заряд оның жапсарларының арасындағы кернеуге тура пропорционал. Конденсатордың сыйымдылығы әдетте 1 пФ – тан жүздеген мкФ – қа дейін, сонымен бірге сыйымдылығы ондаған Ф – қа дейінгі конденсаторлар да кездеседі. Сонымен қатар конденсаторларды жапсарларының пішініне қарай жазық, цилиндр тәріздес, шар тәріздес және т. б деп бөледі.
Егер өткізгіштер жазық болса және параллель орналасса, онда конденсатор жазық деп аталады. Аталуы Сыйымдылығы Электр өрісінің кернеулігі Схемасы Жазық конденсатор Цилиндр тәріздес конденсатор Шар тәріздес конденсатор Егер конденсатор жапсарларының саны n болса, онда: Мұндағы:
С - электрсыйымдылығы; - жапсарлардың арасындағы ортаның салыстырмалы диэлектрик өтімділігі;
=8, 85*10 - 12 – диэлектрик тұрақтысы; d - диэлектрик қалыңдығы немесе жапсарлардың ара қашықтығы;
S - жапсардың ауданы; r - шар немесе цилиндр табанының радиусы; Е - электр өрісінің кернеулігі;
q - электр заряды; l - цилиндр құраушысының ұзындығы.
Конденсаторлардың жалғануы: 1. Сыйымдылықты арттыру үшін конденсаторларды параллель қосады. Бұл кезде конденсаторлардың аттас зарядталған жапсарлары бірге қосылады. Немесе Параллель жалғағанда кернеу бірдей және тізбектің кернеуіне тең, яғни U=U1=U2=…=Un
Ал конденсатор батареяларының толық заряды болғандықтан С=С1+С2 немесе С=C1+C2+…+Cn 2. Конденсаторларды тізбектей жалғаған кезде барлық конденсаторлардағы заряд бірдей болады және олардың әр аттас зарядталған жапсарлары қосылады. Әрбір конденсатордың кернеуі;
Конденсатордың жалпы кернеуі U=U1+U2+…+Un Немесе Орнына қойсақ осыдан немесе Зарядталған конденсатор энергиясы: болады. және формуласын кезек қойып энергияның келесі формулаларын аламыз немесе
Біртекті электр өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы деп бірлік көлемде жинақталған өріс энергиясымен өлшенетін шаманы айтамыз. Алмастыруларды енгіземіз тағы алмастыру енгіземіз Sd=V,
олай болса осыдан Бұдан электр өрісінің энергиясының тығыздығы осы өріс кернеулігінің квадратына тура пропорционал деп тұжырымдауға болады.
IV. Сабақты бекіту: А тобы
1. Тақтада есеп шығару. 17 - жаттығу (2, 3, 7, 8)
(5 ұпай: әр тапсырма үшiн 1 ұпай) 1. Зарядтардың қанша тегі бар?
А. 1. Ә. 3 Б. 2 В. 4 2. Электрон деген не?
А. Ұсақ бөлшек Ә. Теріс зарядты ең кіші бөлшек Б. Ядро В. Молекула
3. Зарядтарды қалай атайды?
А. Әр текті Ә. Оң және теріс Б. Бір текті В. Нейтрал
4. Электр өрісінің болатындығын зерттеген ғалымдар кім?
А. Резерфорд Ә. Вольт Б. Фарадей В. Максвелл
5. Зарядтардың біреуін 4 есе арттырғанда, өзара әсер күші өзгеріссіз қалу үшін, олардың ара қашықтығын неше есе өзгерту керек?
А. 4 есе кеміту Ә. 2 есе кеміту Б. 4 есе арттыру В. 2 есе арттыру
А Ә Б В
1. Зарядтардың қанша тегі бар? Қ О Ж А
2. Электрон деген не? Н Е Г Е
3.. Зарядтарды қалай атайды? О Ң Ғ А
4. Электр өрісінің болатындығын зерттеген ғалымдар кім? Б И І К
5. Зарядтардың біреуін 4 есе арттырғанда, өзара әсер күші өзгеріссіз қалу үшін, олардың ара қашықтығын неше есе өзгерту керек? Т И І С
Жауабы. ЖЕҢІС Жеңіс жөнінде не айтасыздар?
Б тест
1. Конденсатор сыйымдылығы неге тәуелді?
А) пластина ауданына, пластина арақашықтығына, диэлектрик қасиетіне
Ә) диэлектрик қасиетіне байланысты Б) пластина ауданына
В) өткізгіш кедергісіне байланысты Г) пластина арақашықтығына
2. Халықаралық бірліктер жүйесінде сыйымдылық өлшем бірлігі не?
А) 1 микрофарад Ә) 1 милифарад Б) 1 пикофарад В) 1 фарад Г) 1 килофарад
3. Тізбектей жалғанғанда конденсатор сыйымдылығы
А) артады да, азаяды. Ә) өзгеріссіз қалады. Б) азаяды В) артады. Г) азаяды да, артады.
4. Параллель жалғанғанда конденсатор сыйымдылығы
А) артады да, кемиді Ә) азаяды да, артады. Б) азаяды. В) артады Г) өзгеріссіз қалады
5. Конденсаторды не үшін қолданылады?
А) электр зарядын жинақтау және кернеуді тез арттыру Ә) диэлектрик орнына Б) қыздыру шамының кернеуінің көзі В) аккумулятор орнына Г) ток көп алу үшін

1. Конденсатор сыйымдылығы неге тәуелді Х А Л Ы Қ
2. Халықаралық бірліктер жүйесінде сыйымдылық өлшем бірлігі не? А Р М И Я
3. Тізбектей жалғанғанда конденсатор сыйымдылығы Т Ә У Б Е
4. Параллель жалғанғанда конденсатор сыйымдылығы Қ У Р А Й
5. Конденсаторды не үшін қолданылады? З Е Н И Т
Жауабы: ХИУАЗ. Хиуаз деген кім?
Хиуаз Қайырқызы Доспанова (15 мамыр 1922 жыл, Ганюшкин Атырау облысы — 21 мамыр 2008, Алматы қаласы) — Ұлы Отан соғысының қазақтан шыққан жалғыз әйел - ұшқышы, жауынгер, батыр, Қазақстан Республикасының Халық Қаһарманы. Хиуаз атындағы ұшақ Атырау - Мәскеу арасына қатынауда
Деңгейлік тапсырмалар 1. Сәйкестендіру
1. 1 мкФ = С 2. Дененің электрленуін анықтайтын аспап 10 - 6 Ф 3. Сыйымдылық электроскоп 4. Электр тұрақтысы Лейден банкасы 5. Іші мен сырты станиольмен желімделген 8, 85*10 - 12 Кл2 /Нм2
6. Элементар заряд 1, 6 10 - 19 Кл
«Бәрі де майдан үшін, бәрі де Жеңіс үшін!»
Қазақстаннан 1941 - 1945 жылдардағы қанды қырғынға 1, 3 миллион ұл мен қыз аттаныпты.
А нұсқасы № 233 - Т
Өткізгішке 1•10 - 8 Кл заряд беріліп, оны 100 В потенциалға дейін зарядтаған. Өткізгіштің электр сыйымдылығын фарада(Ф), микрофарада (мкФ), пикофарадамен(пФ) есептеп табыңдар.
№234 - Т
Электрленген металл таяқшаның зарядының шамасын анықтаңдар, ол таяқшаның электр сыйымдылығы 0, 05 пФ потенциалы 3 кВ.
№235 - Т
Мектеп конденсаторының ең үлкен сыйымдылығы 58 мкФ. Оны 50 В - қа тең тұрақты кернеу көзінің полюстеріне қосқанда онда қандай заряд жинақталады?
№238 - Т
Сыйымдылығы С1=30 мкФ және С2=40 мкФ болатын екі конденсатор берілген. Осыларды параллель жалғағанда конденсаторлар батареясының сыйымдылығы қандай болады? Тізбектей жалғағанда ше?
соғыста 720 мыңдай қазақстандық қаза тапты делінеді
Есептер шығару Б №239
Жазық конденсатордың әр пластинасының ауданы 520см2. Конденсатордың сыйымдылығы 46пФ болу үшін оның пластиналарын ауада бір - бірінен қандай қашықтыққа орналастыру керек?(100пФ)
№240
Сыйымдылығы 200пФ конденсатор жасау үшін қалыңдығы 0, 2 см(ε=2) парафинделген қағаздың екі жағына да алюминий фольгадан жасалған дөңгелектерді желімдеп жапсырады. Бұл дөңгелектердің диаметрі қандай болу керек.
Деңгейлік тапсырма С №245
Ауа конденсаторының пластиналары арасындағы кеңістікке қатты диэликтрикті енгізгенде конденсатордың кернеуі 400 В - тан 50 В - қа дейін кеміген. Диэликтриктің диэлектрлік өтімділігі қандай?
№246
Сыйымдылықтары 2 және 3 мкФ болатын екі конденсатор батареясы бір - біріне тізбектей қосылып, 400 В кернеуге дейін зарядталған. Батареяның сыйымдылығын және конденсатор клеммалары ұштарындағы кернеуді анықтаңдар
№247
Сыйымдылықтары бірдей екі конденсатор параллель жалғанған. Осы конденсаторлар батареясын аккумулятордың полюсіне (U=2 В) қосқанда, әрбір конденсатордың астарында q=10 - 4 Кл заряд болған болса, батареяның сыйымдылығы неге тең болғаны?
Гурьев облысынан майданға 42 мыңның үстінде адам аттаныпты.
ҚИҒАШТАН ШЫҚҚАН ҚАҺАРМАН Александр Афанасьев туралы айтып өту.
Деңгейлік тапсырма жауаптары
А нұсқасы №233 С=10 - 2 пф, №234 1, 5 *10 - 10 Кл, №235 2, 9 мКл, №238 7*10 - 5 Ф, 17 Ф,
Б нұсқасы №239 10 - 2 м, № 240 5, 4 см
С нұсқасы №245 8, №246 1, 2 №247 10 - 4 Ф,
1418 күн мен түн бойына шайқасты
Кім тапқыр Ой жинақтау
Ғалымдар
Формулалар
Өлшем бірлік
Құралдар

Ғалымдар - 10.: 1. - Америкалық ғалым.- Электр құбылыстарының тұңғыш теориясын жасаған.- Найзағай тартқышын тапқан.( Б. Франклин. )
20. - Неміс физигі. Эксперимент арқылы электр тізбегіндегі ток күші, кернеу, кедергіні байланыстыратын негізгі заңды ашты. Оның құрметіне физикалық шаманың өлшем бірлігі берілген. (Ом)
30. - Нүктелік зарядтардың өзара әрекеттесу заңын эксперимент жүзінде ашқан. Заңы электростатиканың негізгі заңы деп аталады. Әрекеттесу күші зарядтар модулінің көбейтіндісіне тура пропорционал, олардың арақашықтық тарының квадратына кері пропорционал.(кулон )
Формулалар:
10. Бұл қандай формулалар
Өлшем бірлік
10 - фарад қандай формуланың өлшем бірлігі. 20. м 2 ненің өлшем бірлігі 30. пикофарад қаншаға тең
Құралдар
10. Конденсатордың электр зарядтарын жинақтау және сақтау қасиетін қайда қолданылады. 20.... конденсаторда астарлар ретінде станиоль жолақтары, ал изолятор ретінде парафинге малынған қағаз таспалар қызмет етеді. 30... конденсаторларда бірінші астар ретіндегі фольга жолағы, екінші астар қызметіндегі электролит ерітіндісі.
V. Cабақты қорытындылау:
Сабақты қорытындылай келе конденсаторлар электротехниканың барлық облыстарында қолданылады деп айтуға болады.
- Конденсаторлар катушка немесе резистормен бірге жиілікке тәуелді әртүрлі тізбек құрастыру үшін қолданылады(тербелмелі контур, кері байланыс тізбегі).
- Конденсаторды жылдам разрядтау кезінде үлкен қуатты импульс алуға болады(фото жарқыл, импульстік лазерде).
- Конденсатор электр зарядын көпке дейін сақтайтын болғандықтан электр энергиясын сақтаушы құрал ретінде қолданады (аккумуляторлар).
- Өндірістік электротехникада реактивті қуатты толықтыру үшін қолданылады.
- Конденсаторлар көп заряд жинақтай алатындықтан жапсарларындағы кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.
- Сыйымдылығының өзгерісіне байланысты өлшеуіш түрлендіргіштер жасалады және т. б салаларда кең қолданыс тапқан.
VI. Үйге тапсырма.
§8. 11 - 8. 12 оқу. 17 - жаттығу (4, 5, 6).
Қосымша материал жинақтау «Конденсаторлардың түрлері және қолданылуы»
VII. Бағалау №238

Бағалау
• 5 - 12 “3”
• 13 - 20 “4”
• 21 - ден жоғары “5”

Атырау облысы, Құрманғазы ауданы,
С. Н. Имашев атындағы орта мектебі
математика және физика пәні мұғалімі
Рауила Харисова