Definysje fan 'e kapasitânsje fan kondensatoren
In lyts glês kin in bytsje wetter befetsje, wylst in grut glês mear wetter befetsje kin. Hoe grutter it folume fan it glês, hoe mear wetter der yn sitte kin. Dus hat elk glês de kapasiteit of grutte om wetter te befetsjen. Lykas glês kinne kondensators ek de elektryske ladingen en de elektryske potinsjele enerzjy opslaan. De kapasiteit fan kondensators om de elektryske lading en de elektryske potinsjele enerzjy op te slaan wurdt kapasitânsje neamd.
Faktoaren dy't ynfloed hawwe op kapasitânsje
De grutte fan it fermogen fan it glês om wetter te befetsjen wurdt bepaald troch it folume fan it glês. Hoe sit it mei kondensatoren, wat bepaalt de grutte fan it fermogen fan 'e kondensator om de elektryske lading op te slaan?
De ôfbylding oan 'e kant lit in ienfâldige kondensator sjen dy't bestiet út twa-geliederplaten dy't troch in bepaalde ôfstân fan elkoar skieden binne. Foardat se ferbûn wurde mei in spanningsboarne, lykas in batterij, wurde de twa platen net elektrysk opladen. Dan wurdt ien fan 'e platen ferbûn mei de positive poal fan 'e batterij en de oare plaat wurdt ferbûn mei de negative poal fan 'e batterij mei in kabel.
Nei it ferbinen mei de positive poal fan 'e batterij lûkt de positive lading op 'e batterij negatyf laden elektroanen op 'e plaat, sadat de elektroanen nei de positive poal fan 'e batterij bewege. Dit feroarsaket dat de platen in tekoart oan elektroanen hawwe (negative lading) en in tefolle oan protoanen (positive lading), sadat de platen posityf laden wurde.
Nei't de positive lading op 'e plaat ferbûn is mei de negative poal fan 'e batterij, lûkt dy plaat negatyf laden elektroanen oan op 'e negative poal fan 'e batterij, sadat de elektroanen nei de plaat bewege. Dit feroarsaket dat de plaat de elektroanen oerlêst, sadat de plaat negatyf laden wurdt. It proses fan it ferpleatsen fan elektroanen tusken platen en batterijen stoppet nei't it potinsjaalferskil tusken de twa platen gelyk is oan it potinsjaalferskil tusken de twa batterijpoalen.
Hoe ferheegje jo de elektryske lading op beide geleiderplaten? Mei oare wurden, wat moat dien wurde om elektroanen oer te dragen nei en fan 'e positive poal fan' e batterij? Elektroanferpleatsing komt allinich foar as it elektryske potinsjaalferskil tusken de twa batterijpolen grutter is as it elektryske potinsjaalferskil tusken de twa geleiders. Om it elektron wer te bewegen sadat de elektryske lading yn elke geleiderplaat tanimt, wurdt de brûkte batterij ferfongen troch in oare spanningsboarne dy't in grutter elektrysk potinsjaalferskil hat. De ferpleatsing fan elektroanen stoppet as it potinsjaalferskil yn 'e spanningsboarne gelyk is oan it potinsjaalferskil fan' e kondensator. Dêrom, as it potinsjaalferskil yn 'e spanningsboarne grutter is as, is it potinsjaalferskil fan' e kondensator ek grutter.
Op basis fan 'e boppesteande resinsje kin konkludearre wurde dat hoe grutter de elektryske lading dy't yn elke geleiderplaat opslein is, hoe grutter it elektryske potinsjaalferskil tusken de twa geleiderplaten. Dat betsjut dat de elektryske lading (Q) evenredich is mei it elektryske potinsjaalferskil (V). De relaasje tusken in elektryske lading en in elektryske potinsjaalferskil wurdt oanjûn yn 'e folgjende ferliking:
Q α V
De boppesteande fergelikingen wurde omset yn fergelikingen troch de konstante C ta te foegjen:
Q = CV of C = Q / V
Q = elektryske lading (Coulomb), V = elektrysk potinsjaalferskil of spanning (Volt), C = konstante dy't de kondensatorkapasitans neamd wurdt.
De wearde fan 'e kapasitansje hinget net ôf fan 'e elektryske lading en elektryske spanning, mar fan 'e foarm en grutte fan 'e geleiderplaat. Wiskundich bewiis dat de kapasitansje ôfhinklik is fan 'e foarm en grutte fan 'e geleiderplaat wurdt útlein yn it ûnderwerp fan 'e parallelle plaatkondensator. Yn it ûnderwerp wurdt oannommen dat der tusken de twa geleiders in fakuüm is.
De kapasitans fan in kondensator hinget ek ôf fan 'e aard fan it materiaal dat tusken de twa geleiderplaten leit. It materiaal dat tusken de twa geleiderplaten leit wurdt in diëlektricum neamd. De kapasitans fan kondensatoren dy't diëlektrikum hawwe wurdt yngeand besprutsen yn it ûnderwerp fan diëlektryske konstanten.
Ienheid fan capacitance
De ienheid fan elektryske lading is Coulomb en de ienheid fan elektrysk potinsjaalferskil is Volt, dus dat is basearre op de kapasitansefergeliking hjirboppe. De kapasitansienheid is Coulomb per Volt (C/V), ek wol Farad (F) neamd, wat komt fan 'e namme fan 'e Britske wittenskipper Michael Faraday (1791-1867). Dus, 1 Farad = 1 Coulomb/Volt.
Nim oan dat in kondensator mei in wearde fan 2 Farad betsjut dat de kondensator in elektryske lading fan +2 Coulombs opslaat op ien fan 'e geleiderplaten en -2 Coulombs op 'e oare geleiderplaat. Wêrby't de twa geleiderplaten in potinsjaalferskil hawwe fan 1 Volt. As de 12 Volt-batterij ferbûn is mei de kondensator, is ien fan 'e elektrysk laden geleiderplaten Q = CV = (2) (12 Volt) = +24 Coulomb, wylst de oare geleiderplaat -24 Coulomb is.
Tink derom dat Farad in enoarme kapasitansje-ienheid is, sadat it meastentiids brûkt wurdt as in lytsere ienheid, nammentlik mikrofarad ôfkoarte as μF (10⁻⁶ Farad ) of picofarad ôfkoarte as pF (10⁻⁶ Farad ). Wiskundige berekkeningen om te sjen litten dat Farad in gigantyske ienheid is, wurde besprutsen yn it ûnderwerp fan 'e parallelle plaatkondensator.
