Diffiniad o'r cynhwysydd plât paralel
Mae'r cynhwysydd plât paralel yn gynhwysydd sy'n cynnwys dau blât dargludydd paralel, pob plât ag arwynebedd trawsdoriadol cyfartal (A) a dau blât wedi'u gwahanu gan bellter penodol (d), fel y dangosir yn y ffigur ar y chwith. Mae un o'r platiau dargludydd wedi'i wefru'n bositif (+Q) tra bod y plât dargludydd arall wedi'i wefru'n negyddol (-Q), lle mae faint o gwefr drydanol ar bob plât yn gyfartal. Fel nad yw'r gwefr yn symud i'r moleciwl aer, mae'r cynhwysydd wedi'i ynysu o'r amgylchedd, a rhwng y ddau blât, mae gwactod.
Mae'r gwahaniaeth yn y mathau o wefrau trydanol yn y ddau blât dargludydd yn creu maes trydanol a gwahaniaeth potensial trydanol rhwng y ddau blât. Mae gan y plât â gwefr bositif botensial trydanol uwch, tra bod gan y plât â gwefr negatif botensial trydanol is. Fel yr eglurwyd yn y pwnc potensial trydanol, os oes gwahaniaeth potensial trydanol rhwng dau blât y cynhwysydd, mae egni potensial trydanol yn y cynhwysydd. Mae gan yr egni potensial trydanol sydd wedi'i storio mewn cynwysyddion lawer o ddefnyddiau.
Ffactorau sy'n effeithio ar gynhwysedd y cynhwysydd plât paralel
Nid yw'r cynhwysydd yn cael ei wefru'n drydanol i ddechrau nac yn drydanol niwtral. I'w wefru, mae'r cynhwysydd yn cael ei wefru trwy gysylltu'r cynhwysydd â ffynhonnell foltedd fel batri gan ddefnyddio cebl. Mae un o'r platiau dargludydd wedi'i gysylltu â phegwn positif y batri, tra bod y plât dargludydd arall wedi'i gysylltu â phegwn negatif y batri.
Cofiwch fod gwefrau tebyg yn gwrthyrru ei gilydd, tra bod gwefrau annhebyg yn denu ei gilydd. Mae'r electronau wedi'u gwefru'n negatif ac yn hawdd eu symud oherwydd eu bod ar wyneb yr atom, tra bod y protonau wedi'u gwefru'n bositif ac ni allant symud oherwydd eu bod yn y niwclews atomig. Os oes gan y plât dargludydd fwy o brotonau nag electronau, mae'r plât wedi'i wefru'n bositif, i'r gwrthwyneb, os yw nifer yr electronau yn fwy na'r protonau, mae'r plât wedi'i wefru'n negatif.
Ar ôl i'r cynhwysydd gael ei gysylltu â'r batri, mae pegyn positif y batri yn cael ei wefru'n bositif. Fel ei fod yn tynnu'r electronau o'r plât dargludydd, tra bod pegyn negatif y batri yn cael ei wefru'n negatif fel ei fod yn gwrthod yr electronau i'r plât dargludydd. Mae'r dadleoliad trydanol rhwng y batri a'r plât dargludydd yn achosi i'r plât dargludydd golli electronau i gael eu gwefru'n bositif, ac mae'r plât dargludydd yn derbyn electronau i gael eu gwefru'n negatif. Mae symudiad electronau yn stopio ar ôl i'r gwahaniaeth potensial trydanol rhwng y ddau blât dargludydd fod yn hafal i'r gwahaniaeth potensial trydanol rhwng dau begyn y batri.
Swyddogaeth y cynhwysydd i storio'r gwefr drydanol a'r egni potensial trydanol . Gelwir maint gallu'r cynhwysydd i storio'r gwefr drydanol a'r egni potensial trydanol yn gynhwysiant. Po fwyaf o drydan sy'n cael ei storio, y mwyaf yw'r egni potensial trydanol sy'n cael ei storio hefyd, y mwyaf yw cynhwysiant y cynhwysydd. Pa ffactorau sy'n dylanwadu ar gynhwysiant cynhwysydd plât paralel?
Arwynebedd y plât dargludydd
Mae'r cynhwysydd plât paralel yn storio'r gwefr drydanol ar y plât dargludydd. Os yw arwynebedd wyneb y plât yn fach yna mae ychydig o wefr drydanol yn cael ei storio, fel arall os yw arwynebedd wyneb y plât yn fawr yna mae llawer o'r gwefr drydanol yn cael ei storio. Po fwyaf o wefrau trydanol sy'n cael eu storio ar y plât dargludydd, y mwyaf yw'r ynni potensial trydanol sydd gan y cynhwysydd. Felly, po fwyaf yw ynni potensial trydanol y cynhwysydd, y mwyaf yw cynhwysedd y cynhwysydd. Yn seiliedig ar yr adolygiad hwn, gellir dod i'r casgliad bod cynhwysedd y cynhwysydd (C) yn gymesur ag arwynebedd wyneb y plât dargludydd (A).
Y pellter rhwng y ddau blât dargludydd
Mae trosglwyddiad electronau yn stopio ar ôl i'r gwahaniaeth potensial rhwng y ddau blât dargludydd fod yn hafal i'r gwahaniaeth potensial rhwng y ddau begwn batri. Sut ydych chi'n cynyddu'r gwefr drydanol ar y ddau blât dargludydd? Un ffordd yw lleihau'r pellter rhwng y ddau ddargludydd (gan leihau d). Pan gaiff y ddau ddargludydd eu dwyn yn agosach, mae faint o wefr drydanol yn aros fel bod y maes trydanol a gynhyrchir gan y gwefr drydanol yn sefydlog. Yn seiliedig ar yr hafaliad V = E d, pan fydd y maes trydanol (E) yn gyson, mae'r gwahaniaeth potensial trydanol (V) yn lleihau os yw'r pellter rhwng y ddau blât dargludydd yn lleihau (d).
Mae'r gwahaniaeth potensial rhwng y ddau blât dargludydd yn cael ei leihau fel ei fod yn llai na'r gwahaniaeth potensial rhwng dau begwn y batri. Mae hyn yn achosi dadleoli electronau eto nes bod gwefr drydanol pob plât dargludydd yn cynyddu. Mae trosglwyddo electronau yn stopio ar ôl i'r gwahaniaeth potensial rhwng y ddau blât fod yn hafal i'r gwahaniaeth potensial rhwng dau begwn y batri.
Pan fydd y pellter rhwng y ddau blât dargludydd yn cael ei leihau, mae'r gwefr drydanol ar bob plât yn cynyddu fel bod egni potensial trydanol y cynhwysydd hefyd yn cynyddu. Os bydd egni potensial trydanol y cynhwysydd yn cynyddu, mae cynhwysedd y cynhwysydd hefyd yn cynyddu. Os bydd y pellter yn cael ei leihau, mae'r gwefr yn cynyddu fel bod y cynhwysedd yn cynyddu, pan fydd y pellter yn cynyddu, mae'r gwefr yn lleihau fel bod y cynhwysedd yn lleihau. Gellir dod i'r casgliad bod cynhwysedd y cynhwysydd (C) mewn cyfrannedd gwrthdro â'r pellter rhwng y ddau blât dargludydd (d).
Hafaliad cynhwysedd y cynhwysydd plât paralel
Yn flaenorol, mae pethau sy'n effeithio ar gynhwysedd cynwysyddion platiau paralel wedi'u hegluro. Gellir gwybod gwerth y cynhwysedd yn glir trwy gyfrifiadau gan ddefnyddio'r hafaliad. Mewn pwnc am bennu'r maes trydan gan ddefnyddio cyfraith Gauss, y fformiwla ar gyfer cyfrifo'r maes trydan ger y plât dargludydd â gwefr drydanol yw E = σ / εo, lle mae σ = Q / A fel bod hafaliad y maes trydan yn newid i E = Q/A: εo = C/A x 1/εo = Q / A εoHafaliad y potensial trydanol yw V = E d, lle mae E = Q / A εo fel bod yr hafaliad yn newid i V = Q d / A εoHafaliad y cynhwysedd yw C = Q/V, lle mae V = Qd / Aεo fel bod hafaliad y cynhwysedd yn newid i C = Q: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / d.
Yn seiliedig ar hafaliad y cynhwysedd C = A ε o / d gellir dod i'r casgliad bod y cynhwysedd (C) yn gymesur â'r arwynebedd (A) ac yn gymesur yn wrthdro â'r pellter (d) rhwng y ddau blât dargludydd.
E = maes trydanol, σ = dwysedd gwefr, εo = trwydded gwactod = 8.85 x 10-12 F /m, Q = gwefr drydanol, A = arwynebedd y plât dargludydd, V = gwahaniaeth potensial trydanol.
