Paralel lövhəli kondensatorun tərifi
Paralel lövhəli kondensator, soldakı şəkildəki kimi, hər lövhənin eyni en kəsiyi sahəsi (A) və müəyyən məsafə (d) ilə ayrılmış iki lövhədən ibarət olan iki paralel lövhədən və ya keçirici lövhədən ibarət olan bir kondensatordur. Bu məqalədə, iki keçirici lövhənin vakuumla ayrıldığını fərz edək. Şəkildə, keçirici lövhələrdən biri müsbət yüklü (+Q), digər keçirici lövhə isə mənfi yüklüdür (-Q), burada hər lövhədəki elektrik yükünün miqdarı eynidir.
İki keçirici lövhə arasındakı elektrik yükü fərqi elektrik sahəsi və onlar arasında potensiallar fərqi yaradır. Müsbət yüklü lövhə daha yüksək potensiala, mənfi yüklü lövhə isə daha aşağı potensiala malikdir. Elektrik potensialı haqqında məqalədə izah edildiyi kimi , iki kondensator lövhəsi arasında potensiallar fərqi varsa, kondensatorda elektrik potensial enerjisi var. Kondensatorda saxlanılan elektrik potensial enerjisinin bir çox istifadəsi var.
Paralel lövhəli kondensatorun tutumuna təsir edən amillər
Kondensatorlar əvvəlcə yüksüz və ya elektrik baxımından neytral olurlar. Onları doldurmaq üçün kabellərdən istifadə edərək batareya kimi gərginlik mənbəyinə qoşulmaqla doldurulurlar. Bir keçirici lövhə batareyanın müsbət terminalına, digər keçirici lövhə isə mənfi terminala qoşulur.
Unutmayın ki, oxşar yüklər dəf olunur, əksinə, yüklər cəzb olunur. Elektronlar mənfi yüklüdür və atomun səthində yerləşdikləri üçün asanlıqla hərəkət edir, protonlar isə müsbət yüklüdür və nüvədə yerləşdikləri üçün hərəkət edə bilmirlər. Keçirici lövhədəki protonların sayı elektronların sayından çoxdursa, lövhə müsbət yüklüdür. Əksinə, elektronların sayı protonların sayından çoxdursa, lövhə mənfi yüklüdür.
Kondensator batareyaya qoşulduqdan sonra, batareyanın müsbət qütbü müsbət yüklənir və keçirici lövhədən elektronları cəlb edir, batareyanın mənfi qütbü isə mənfi yüklənir və elektronları keçirici lövhəyə itələyir. Batareya ilə keçirici lövhə arasında elektronların ötürülməsi elektron itirən keçirici lövhənin müsbət yüklənməsinə və elektronları qəbul edən keçirici lövhənin mənfi yüklənməsinə səbəb olur. İki keçirici lövhə arasındakı elektrik potensialı fərqi iki batareya terminalı arasındakı elektrik potensialı fərqinə bərabər olduqda elektronların ötürülməsi dayanır.
Kondensatorlar elektrik yükünü və potensial enerjini saxlayır . Kondensatorun elektrik yükünü və potensial enerjini saxlamaq qabiliyyətinin ölçüsü tutum adlanır. Saxlanılan elektrik yükü nə qədər böyükdürsə, potensial enerji də bir o qədər böyükdür və tutum da bir o qədər böyükdür. Paralel lövhəli kondensatorun tutumuna hansı amillər təsir edir?
– Keçirici lövhənin səth sahəsi
Paralel lövhəli kondensatorlar elektrik yükünü keçirici lövhələrində saxlayır. Kiçik lövhə səthi sahəsi az yükün saxlanılması deməkdir; böyük lövhə səthi sahəsi isə böyük yükün saxlanılması deməkdir. Keçirici lövhələrdə nə qədər çox yük saxlanılırsa, kondensatorun elektrik potensial enerjisi bir o qədər çox olur. Buna görə də, kondensatorun elektrik potensial enerjisi nə qədər çox olarsa, tutumu da bir o qədər çox olur. Bu icmala əsasən, kondensatorun tutumunun (C) keçirici lövhələrin (A) səth sahəsi ilə mütənasib olduğu qənaətinə gəlmək olar.
– İki keçirici lövhə arasındakı məsafə
İki keçirici lövhə arasındakı potensial fərq batareyanın iki qütbü arasındakı potensial fərqə bərabər olduqdan sonra elektronların hərəkəti dayanır. İki keçirici lövhədəki elektrik yükü necə arta bilər? Bunun bir yolu iki keçirici arasındakı məsafəni azaltmaqdır (d-ni azaltmaq). İki keçirici bir-birinə yaxınlaşdıqda, elektrik yükünün miqdarı sabit qalır ki, elektrik yükünün yaratdığı elektrik sahəsi sabit bir dəyərə malik olsun. V = E d tənliyinə əsasən, elektrik sahəsi (E) sabit olduqda, iki keçirici lövhə arasındakı məsafə azaldıqda (d) elektrik potensial fərqi (V) azalır.
İki keçirici lövhə arasındakı potensial fərq batareyanın iki terminalı arasındakı potensial fərqdən az olana qədər azalır. Bu, hər bir keçirici lövhədəki elektrik yükü artana qədər elektronların yenidən hərəkət etməsinə səbəb olur. İki lövhə arasındakı potensial fərq batareyanın iki terminalı arasındakı potensial fərqə bərabər olduqda elektron hərəkəti dayanır.
İki keçirici lövhə arasındakı məsafə azaldıqda, hər lövhədəki elektrik yükü artır və beləliklə, kondensatordakı elektrik potensial enerjisi də artır. Kondensatordakı elektrik potensial enerjisi artdıqda, kondensatorun tutumu da artır. Məsafə azaldıqda, yük artır və beləliklə, tutum artır, məsafə artırıldıqda isə, yük azalır və beləliklə, tutum azalır. Belə bir nəticəyə gəlmək olar ki, kondensatorun tutumu (C) iki keçirici lövhə (d) arasındakı məsafə ilə tərs mütənasibdir.
Paralel lövhəli kondansatör üçün tutum tənliyi
Əvvəllər paralel lövhəli kondensatorun tutum dəyərinə təsir edən amillər izah edilmişdir. Tutum dəyəri tənliklərdən istifadə edərək hesablamalar vasitəsilə aydın şəkildə bilinə bilər. Qauss qanunundan istifadə edərək elektrik sahəsinin təyini haqqında məqalədə elektrik yüklü keçirici lövhənin yaxınlığında elektrik sahəsinin hesablanması üçün düsturun E = σ/εo olduğu müzakirə edilmişdir , burada σ = Q/A, beləliklə elektrik sahəsi tənliyi E = Q/A-ya dəyişir: ε o = Q/A x 1/ε o = Q/Aε o . Elektrik potensialı tənliyi V = E d-dir, burada E = Q/Aε o, beləliklə tənlik V = Qd/Aε o -ya dəyişir . Tutum tənliyi C = Q/V-dir, burada V = Qd/Aε o , beləliklə tutum tənliyi C = Q-ya dəyişir: Qd/Aε o = Q x Aε o /Qd = Aε o /d.
Tutum tənliyi C = A ε o / d- yə əsasən, tutumun (C) səth sahəsinə (A) mütənasib və iki keçirici lövhə arasındakı məsafəyə (d) tərs mütənasib olduğu qənaətinə gəlmək olar.
Düstur təsviri: E = elektrik sahəsi, σ = yük sıxlığı, ε = boşluq permittivliyi = 8,85 x 10 -12 F/m, Q = elektrik yükü, A = keçirici lövhənin səth sahəsi, V = elektrik potensialları fərqi.
