Plaka paraleloen kondentsadorearen definizioa
Plaka paraleloen kondentsadorea bi plaka paraleloz edo plaka eroalez osatutako kondentsadorea da, plaka bakoitzak zeharkako sekzio bera (A) duelarik eta bi plakak distantzia jakin batez (d) bereizita daudelarik, ezkerreko irudian bezala. Artikulu honetan, demagun bi plaka eroaleak hutsune batek bereizita daudela. Irudian, plaka eroaleetako bat positiboki kargatuta dago (+Q) eta bestea negatiboki kargatuta dago (-Q), non plaka bakoitzaren karga elektrikoa berdina den.
Bi plaka eroaleen arteko karga elektrikoaren aldeak eremu elektriko bat eta potentzial-diferentzia bat sortzen ditu bien artean. Karga positiboa duen plakak potentzial handiagoa du, eta karga negatiboa duenak, berriz, potentzial txikiagoa. Potentzial elektrikoari buruzko artikuluan azaltzen den bezala , bi kondentsadore-plaken artean potentzial-diferentzia badago, energia potentzial elektrikoa dago kondentsadorean. Kondentsadore batean gordetako energia potentzial elektrikoak erabilera asko ditu.
Plaka paraleloen kondentsadore baten kapazitatean eragina duten faktoreak
Kondentsadoreak hasieran kargarik gabe daude, edo elektrikoki neutroak dira. Kargatzeko, tentsio-iturri batera konektatuz kargatzen dira, hala nola bateria batera, kableen bidez. Eroale-plaka bat bateriaren terminal positibora konektatuta dago, eta bestea, berriz, terminal negatibora.
Gogoratu karga berdinek uxatu egiten dutela, eta karga desberdinek, berriz, erakartzen dutela. Elektroiak negatiboki kargatuta daude eta erraz mugitzen dira atomoaren gainazalean daudelako, protoiak, berriz, positiboki kargatuta daude eta ezin dira mugitu nukleoan daudelako. Plaka eroale bateko protoi kopurua elektroi kopurua baino handiagoa bada, plaka positiboki kargatuta dago. Alderantziz, elektroi kopurua protoi kopurua baino handiagoa bada, plaka negatiboki kargatuta dago.
Kondentsadorea bateriara konektatu ondoren, bateriaren polo positiboa positiboki kargatzen da, elektroiak plaka eroaletik erakarriz, eta bateriaren polo negatiboa, berriz, negatiboki kargatzen da, elektroiak plaka eroalerantz uxaraziz. Bateriaren eta plaka eroalearen arteko elektroien transferentziak elektroiak galtzen dituen plaka eroalea positiboki kargatzea eta elektroiak jasotzen dituen plaka eroalea negatiboki kargatzea eragiten du. Elektroien transferentzia gelditzen da bi plaka eroaleen arteko potentzial elektrikoaren diferentzia bi bateriaren terminalen arteko potentzial elektrikoaren diferentziaren berdina denean.
Kondentsadoreek karga elektrikoa eta energia potentziala gordetzen dituzte . Kondentsadore batek karga elektrikoa eta energia potentziala gordetzeko duen gaitasunaren neurriari kapazitantzia deritzo. Zenbat eta handiagoa izan biltegiratutako karga elektrikoa, orduan eta handiagoa izango da energia potentziala, eta orduan eta handiagoa izango da kapazitantzia. Zer faktorek eragiten dute plaka paraleloetako kondentsadore baten kapazitantzian?
– Eroale-plakaren azalera
Plaka paraleloetako kondentsadoreek karga elektrikoa gordetzen dute beren plaka eroaleetan. Plaka-azalera txiki batek karga gutxi gordetzen dela esan nahi du; plaka-azalera handi batek karga handia gordetzen dela esan nahi du. Zenbat eta karga gehiago gorde plaka eroaleetan, orduan eta handiagoa da kondentsadorearen energia potentzial elektrikoa. Beraz, zenbat eta handiagoa izan kondentsadorearen energia potentzial elektrikoa, orduan eta handiagoa da bere kapazitantzia. Berrikuspen honetan oinarrituta, ondoriozta daiteke kondentsadorearen kapazitantzia (C) plaka eroaleen (A) gainazalarekiko proportzionala dela.
– Bi eroale-xaflen arteko distantzia
Elektroien mugimendua gelditzen da bi eroale-xaflen arteko potentzial-diferentzia bateriaren bi poloen arteko potentzial-diferentziaren berdina denean. Nola handitu daiteke bi eroale-xaflen karga elektrikoa? Modu bat bi eroaleen arteko distantzia murriztea da (d murriztea). Bi eroaleak elkarrengandik hurbil jartzen direnean, karga elektrikoaren kantitatea konstante mantentzen da, karga elektrikoak sortutako eremu elektrikoak balio konstantea izan dezan. V = E d ekuazioan oinarrituta, eremu elektrikoa (E) konstantea denean, potentzial elektrikoaren diferentzia (V) gutxitzen da bi eroale-xaflen arteko distantzia murrizten bada (d).
Bi plaka eroaleen arteko potentzial-diferentzia gutxitzen da bateriaren bi terminalen arteko potentzial-diferentzia baino txikiagoa izan arte. Horrek elektroiak berriro mugitzea eragiten du, plaka eroale bakoitzaren karga elektrikoa handitu arte. Elektroien mugimendua gelditzen da bi plaken arteko potentzial-diferentzia bateriaren bi terminalen arteko potentzial-diferentziaren berdina denean.
Bi eroale-xaflen arteko distantzia murrizten denean, xafla bakoitzaren karga elektrikoa handitzen da, eta horrela kondentsadorearen energia potentzial elektrikoa ere handitzen da. Kondentsadorearen energia potentzial elektrikoa handitzen bada, kondentsadorearen kapazitantzia ere handitzen da. Distantzia murrizten bada, karga handitzen da, beraz, kapazitantzia handitzen da; distantzia handitzen bada, karga gutxitzen da, beraz, kapazitantzia gutxitzen da. Ondoriozta daiteke kondentsadorearen (C) kapazitantzia alderantziz proportzionala dela bi eroale-xaflen (d) arteko distantziarekiko.
Plaka paraleloetako kondentsadore baten kapazitantzia-ekuazioa
Aurretik, plaka paraleloen kondentsadore baten kapazitantzia-balioan eragina duten gauzak azaldu dira. Kapazitantzia-balioa argi eta garbi jakin daiteke ekuazioak erabiltzen dituzten kalkuluen bidez. Gauss-en legea erabiliz eremu elektrikoa zehazteari buruzko artikuluan, karga elektrikodun eroale-plaka baten ondoan dagoen eremu elektrikoa kalkulatzeko formula aztertu da: E = σ/ε₂o , non σ = Q/A den, eremu elektrikoaren ekuazioa E = Q/A honetara aldatzen den: ε₂o = Q/A x 1/ ε₂o = Q/Aε₂o . Potentzial elektrikoaren ekuazioa V = E₂d da, non E = Q/Aε₂o den, ekuazioa V = Qd/ Aε₂o honetara aldatzen den . Kapazitantzia-ekuazioa C = Q/V da, non V = Qd/Aε₂o, kapazitantzia -ekuazioa C = Q honetara aldatzen den: Qd/Aε₂o = Q x Aε₂o / Qd = Aε₂o / d.
C = A ε o / d kapazitantzia ekuazioan oinarrituta, ondoriozta daiteke kapazitantzia (C) bi eroale-xaflen arteko azalerarekiko (A) proportzionala dela eta alderantziz proportzionala distantziarekiko (d).
Formularen deskribapena: E = eremu elektrikoa, σ = karga-dentsitatea, ε o = espazio hutsaren permitibitatea = 8,85 x 10 -12 F/m, Q = karga elektrikoa, A = eroale-xaflaren azalera, V = potentzial elektrikoaren diferentzia.
