Plaka paraleloen kondentsadorearen definizioa
Plaka paraleloen kondentsadorea bi plaka eroale paraleloz osatutako kondentsadorea da, plaka bakoitzak zeharkako sekzio-azalera berdina (A) duelarik eta bi plaka distantzia jakin batez (d) bereizita, ezkerreko irudian erakusten den bezala. Plaka eroaleetako bat positiboki kargatuta dago (+Q) eta bestea negatiboki kargatuta dago (-Q), non kantitatea... karga elektrikoa plaka bakoitzean berdina da. Karga aire molekulara ez mugitzeko, kondentsadorea ingurunetik isolatuta dago, eta bi plaken artean hutsunea dago.
Bi plaka eroaleen karga elektriko moten arteko desberdintasunak eremu elektriko bat eta potentzial elektriko diferentzia bat sortzen ditu bi plaken artean. Karga positiboa duen plakak potentzial elektriko handiagoa du, eta karga negatiboa duenak, berriz, potentzial elektriko txikiagoa. Potentzial elektrikoaren gaian azaldu bezala, kondentsadorearen bi plaken artean potentzial elektriko diferentzia bat badago, energia potentzial elektriko bat dago kondentsadorean. Kondentsadoreetan gordetako energia potentzial elektrikoak erabilera asko ditu.
Plaka paraleloen kondentsadorearen kapazitantzian eragina duten faktoreak
Hasieran, kondentsadorea ez dago elektrikoki kargatuta edo elektrikoki neutroa. Kargatzeko, kondentsadorea kargatzeko, kable bat erabiliz bateria bezalako tentsio-iturri batekin konektatzen da. Eroale-plaka bat bateriaren polo positiboan konektatuta dago, eta bestea, berriz, bateriaren polo negatiboan.
Gogoratu karga berdinek elkar uxatzen dutela, eta karga desberdinek, berriz, elkar erakartzen dutela. Elektroiak negatiboki kargatuta daude eta erraz mugitzen dira atomoaren gainazalean daudelako, protoiak, berriz, positiboki kargatuta daude eta ezin dira mugitu nukleo atomikoan daudelako. Eroale-plakak elektroiak baino protoi gehiago baditu, plaka positiboki kargatuta dago; aitzitik, elektroien kopurua protoiak baino handiagoa bada, plaka negatiboki kargatuta dago.
Kondentsadorea bateriara konektatu ondoren, bateriaren polo positiboa positiboki kargatzen da. Horrela, elektroiak plaka eroaletik erakartzen ditu, eta bateriaren polo negatiboa, berriz, negatiboki kargatzen da, eta elektroiak plaka eroalera errefusatzen ditu. Bateriaren eta plaka eroalearen arteko desplazamendu elektrikoak plaka eroaleak elektroiak galtzea eragiten du, positiboki kargatuta egoteko, eta plaka eroaleak elektroiak jasotzea, negatiboki kargatuta egoteko. Elektroien mugimendua gelditzen da bi plaka eroaleen arteko potentzial elektrikoaren diferentzia bi bateriaren poloen arteko potentzial elektrikoaren diferentziaren berdina denean.
Kondentsadorearen funtzioa karga elektrikoa eta energia potentzial elektrikoa gordetzea da . Kondentsadoreak karga elektrikoa eta energia potentzial elektrikoa gordetzeko duen gaitasunari kapazitantzia deritzo. Zenbat eta elektrizitate gehiago gorde, orduan eta handiagoa da gordetako energia potentzial elektrikoa, orduan eta handiagoa da kondentsadorearen kapazitantzia. Zein faktorek eragiten dute plaka paraleloetako kondentsadore baten kapazitantzian?
Eroale-plakaren azalera
Plaka paraleloen kondentsadoreak karga elektrikoa gordetzen du eroale-plakan. Plakaren azalera txikia bada, karga elektriko gutxi gordetzen da, bestela, plakaren azalera handia bada, karga elektriko asko gordetzen da. Zenbat eta karga elektriko gehiago gorde eroale-plakan, orduan eta handiagoa izango da kondentsadoreak duen energia potentzial elektrikoa. Beraz, zenbat eta handiagoa izan kondentsadorearen energia potentzial elektrikoa, orduan eta handiagoa izango da kondentsadorearen kapazitantzia. Berrikuspen honetan oinarrituta, ondoriozta daiteke kondentsadorearen (C) kapazitantzia eroale-plakaren (A) gainazalarekiko proportzionala dela.
Bi eroale plaken arteko distantzia
Elektroien transferentzia gelditzen da bi plaka eroaleen arteko potentzial-diferentzia bi bateriaren poloen arteko potentzial-diferentziaren berdina denean. Nola handitzen da bi plaka eroaleen karga elektrikoa? Modu bat bi eroaleen arteko distantzia murriztea da (d minimizatzea). Bi eroaleak hurbiltzen direnean, karga elektrikoaren kantitatea mantentzen da, karga elektrikoak sortutako eremu elektrikoa finko mantenduz. V = E d ekuazioan oinarrituta, eremu elektrikoa (E) konstantea denean, potentzial elektrikoaren diferentzia (V) gutxitzen da bi plaka eroaleen arteko distantzia gutxitzen bada (d).
Bi plaka eroaleen arteko potentzial-diferentzia murrizten da, bi bateriaren poloen arteko potentzial-diferentzia baino txikiagoa izan dadin. Horrek elektroien desplazamendua eragiten du berriro, plaka eroale bakoitzaren karga elektrikoa handitu arte. Elektroien transferentzia gelditzen da bi plaken arteko potentzial-diferentzia bi bateriaren poloen arteko potentzial-diferentziaren berdina denean.
Bi eroale-xaflen arteko distantzia murrizten denean, xafla bakoitzeko karga elektrikoa handitzen da, eta horrek kondentsadorearen energia potentzial elektrikoa ere handitzen da. Kondentsadorearen energia potentzial elektrikoa handitzen bada, kondentsadorearen kapazitantzia ere handitzen da. Distantzia murrizten bada, karga handitzen da, eta horrek kapazitantzia handitzen du; distantzia handitzen denean, karga gutxitzen da, eta horrek kapazitantzia gutxitzen da. Ondoriozta daiteke kondentsadorearen (C) kapazitantzia alderantziz proportzionala dela bi eroale-xaflen (d) arteko distantziarekiko.
Plaka paraleloen kondentsadorearen kapazitantziaren ekuazioa
Aurretik, plaka paraleloen kondentsadoreen kapazitantzian eragina duten gauzak azaldu dira. Kapazitantziaren balioa argi eta garbi jakin daiteke ekuazioa erabiliz egindako kalkuluen bidez. Gauss-en legea erabiliz eremu elektrikoa zehazteari buruzko gai batean, karga elektrikoa duen eroale-plakatik gertu dagoen eremu elektrikoa kalkulatzeko formula E = σ / ε da.o, non σ = Q / A den, eremu elektrikoaren ekuazioa E = Q/A bihurtzen den: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoPotentzial elektrikoaren ekuazioa V = E d da, non E = Q / A εo ekuazioa V = Q d / A ε izatera aldatzen daoKapazitantziaren ekuazioa C = Q/V da, non V = Q d / A εo kapazitantziaren ekuazioa C = Q-ra aldatzen da: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / d.
C = A ε o / d kapazitantziaren ekuazioan oinarrituta, ondoriozta daiteke kapazitantzia (C) bi eroale-xaflen arteko azalerarekiko (A) proportzionala dela eta alderantziz proportzionala distantziarekiko (d).
E = eremu elektrikoa, σ = karga-dentsitatea, ε o = hutseko permitibitatea = 8.85 x 10 -12 F/m, Q = karga elektrikoa, A = eroale-xaflaren azalera, V = potentzial elektrikoaren diferentzia.
