Definisie van die parallelle plaatkondensator
Die parallelle plaatkondensator is 'n kondensator wat bestaan uit twee parallelle geleierplate, elke plaat met 'n gelyke deursnee-area (A) en twee plate wat deur 'n sekere afstand (d) geskei is, soos in die figuur links getoon. Een van die geleierplate is positief gelaai (+Q) terwyl die ander geleierplaat negatief gelaai is (-Q), waar die hoeveelheid elektriese lading op elke plaat is gelyk. Sodat die lading nie na die lugmolekule beweeg nie, is die kapasitor van die omgewing geïsoleer, en tussen die twee plate is daar 'n vakuum.
Die verskil in die tipes elektriese ladings in beide geleierplate skep 'n elektriese veld en 'n elektriese potensiaalverskil tussen die twee plate. Die positief gelaaide plaat het 'n hoër elektriese potensiaal, terwyl die negatief gelaaide plaat 'n laer elektriese potensiaal het. Soos verduidelik in die onderwerp van die elektriese potensiaal, as daar 'n elektriese potensiaalverskil tussen die twee plate van die kapasitor is, is daar 'n elektriese potensiële energie in die kapasitor. Die elektriese potensiële energie wat in kapasitors gestoor word, het baie gebruike.
Faktore wat die kapasitansie van die parallelle plaatkondensator beïnvloed
Die kapasitor is aanvanklik nie elektries gelaai of elektries neutraal nie. Om gelaai te word, word die kapasitor gelaai deur die kapasitor met 'n spanningsbron soos 'n battery te verbind met behulp van 'n kabel. Een van die geleierplate is aan die positiewe pool van die battery gekoppel, terwyl die ander geleierplaat aan die negatiewe pool van die battery gekoppel is.
Onthou dat soortgelyke ladings mekaar afstoot, terwyl verskillende ladings mekaar aantrek. Die elektrone is negatief gelaai en maklik om te beweeg omdat hulle op die oppervlak van die atoom is, terwyl die protone positief gelaai is en nie kan beweeg nie omdat hulle by die atoomkern is. As die geleiderplaat meer protone as elektrone het, is die plaat positief gelaai, inteendeel, as die aantal elektrone meer is as die protone, is die plaat negatief gelaai.
Nadat die kapasitor aan die battery gekoppel is, word die positiewe pool van die battery positief gelaai. Sodat dit die elektrone van die geleierplaat trek, terwyl die negatiewe pool van die battery negatief gelaai is sodat dit die elektrone na die geleierplaat verwerp. Die elektriese verplasing tussen die battery en die geleierplaat veroorsaak dat die geleierplaat elektrone verloor om positief gelaai te word, en die geleierplaat elektrone ontvang om negatief gelaai te word. Die beweging van elektrone stop nadat die elektriese potensiaalverskil tussen die twee geleierplate gelyk is aan die elektriese potensiaalverskil tussen die twee batterypole.
Die funksie van 'n kapasitor is om die elektriese lading en die elektriese potensiële energie te stoor . Die grootte van die kapasitor se vermoë om die elektriese lading en die elektriese potensiële energie te stoor, word kapasitansie genoem. Hoe meer elektrisiteit gestoor word, hoe groter is die elektriese potensiële energie wat gestoor word, hoe groter is die kapasitansie van die kapasitor. Watter faktore beïnvloed die kapasitansie van 'n parallelplaatkapasitor?
Die oppervlakte van die geleierplaat
Die parallelle plaatkondensator stoor die elektriese lading op die geleierplaat. As die plaatoppervlakte klein is, word 'n bietjie elektriese lading gestoor, andersins as die plaatoppervlakte groot is, word baie van die elektriese lading gestoor. Hoe meer elektriese ladings op die geleierplaat gestoor word, hoe groter is die elektriese potensiële energie wat die kondensator besit. Dus, hoe groter die elektriese potensiële energie van die kondensator, hoe groter is die kapasitansie van die kondensator. Gebaseer op hierdie oorsig, kan die gevolgtrekking gemaak word dat die kapasitansie van die kondensator (C) eweredig is aan die oppervlakte van die geleierplaat (A).
Die afstand tussen die twee geleierplate
Die oordrag van elektrone stop nadat die potensiaalverskil tussen die twee geleierplate gelyk is aan die potensiaalverskil tussen die twee batterypole. Hoe verhoog jy die elektriese lading op beide geleierplate? Een manier is om die afstand tussen die twee geleiers te verminder (d te minimaliseer). Wanneer die twee geleiers nader gebring word, bly die hoeveelheid elektriese lading sodat die elektriese veld wat deur die elektriese lading geproduseer word, vas is. Gebaseer op die vergelyking V = E d, wanneer die elektriese veld (E) konstant is, neem die elektriese potensiaalverskil (V) af as die afstand tussen die twee geleierplate afneem (d).
Die potensiaalverskil tussen die twee geleierplate word verminder sodat dit kleiner is as die potensiaalverskil tussen die twee batterypole. Dit veroorsaak weer die verplasing van elektrone totdat die elektriese lading van elke geleierplaat toeneem. Die oordrag van elektrone stop nadat die potensiaalverskil tussen die twee plate gelyk is aan die potensiaalverskil tussen die twee batterypole.
Wanneer die afstand tussen die twee geleierplate verminder word, neem die elektriese lading op elke plaat toe sodat die elektriese potensiële energie van die kapasitor ook toeneem. As die elektriese potensiële energie van die kapasitor toeneem, neem die kapasitansie van die kapasitor ook toe. As die afstand verminder word, neem die lading toe sodat die kapasitansie toeneem, wanneer die afstand verhoog word, neem die lading af sodat die kapasitansie afneem. Daar kan afgelei word dat die kapasitansie van die kapasitor (C) omgekeerd eweredig is aan die afstand tussen die twee geleierplate (d).
Die vergelyking van die kapasitansie van die parallelle plaatkondensator
Voorheen is dinge wat die kapasitansie van parallelle plaatkondensators beïnvloed, verduidelik. Die kapasitansiewaarde kan duidelik bekend wees deur berekeninge met behulp van die vergelyking. In 'n onderwerp oor die bepaling van die elektriese veld met behulp van Gauss se wet, is die formule vir die berekening van die elektriese veld naby die elektries gelaaide geleierplaat E = σ / εo, waar σ = Q / A sodat die elektriese veldvergelyking verander na E = Q/A: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoDie vergelyking van die elektriese potensiaal is V = E d, waar E = Q / A εo sodat die vergelyking verander na V = Qd / AεoDie vergelyking van kapasitansie is C = Q/V, waar V = Qd / Aεo sodat die vergelyking van kapasitansie verander na C = Q: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / d.
Gebaseer op die vergelyking van kapasitansie C = A ε o / d kan afgelei word dat kapasitansie (C) eweredig is aan die oppervlakarea (A) en omgekeerd eweredig aan die afstand (d) tussen die twee geleierplate.
E = elektriese veld, σ = ladingsdigtheid, εo = vakuumpermittiwiteit = 8.85 x 10-12 F /m, Q = elektriese lading, A = oppervlakte van die geleierplaat, V = elektriese potensiaalverskil.
