Ábhar stórála fuinnimh leictrigh i dtoilleoirí
Tá toilleoir comhdhéanta de dhá phláta/bileog seoltóirí agus idir an dá sheoltóir tá tréleictreach . Ar dtús, níl an dá sheoltóir luchtaithe go leictreach. Chun go bhfeidhmeoidh an toilleoir, ní mór gach pláta/bileog seoltóra a bheith luchtaithe go leictreach, áit a bhfuil an méid céanna muirir leictrigh ar gach seoltóir ach de chineálacha difriúla. Mar shampla, tá muirear Q = +10 Coulomb ag seoltóir amháin agus ansin tá muirear Q = -10 Coulomb ag an seoltóir eile. Cruthaíonn láithreacht an mhuirir leictrigh den mhéid chéanna ach de chineálacha difriúla ar an dá sheoltóir réimse leictreach idir an dá phláta seoltóra, áit a bhfuil treo an réimse leictrigh ón muirear dearfach go dtí an muirear diúltach. Ina theannta sin, eascraíonn difríocht poitéinsil leictrigh idir an dá sheoltóir freisin, áit a bhfuil poitéinseal leictreach níos airde ag an seoltóir luchtaithe go dearfach agus poitéinseal leictreach níos ísle ag an seoltóir luchtaithe go diúltach.
Chun an dá sheoltóir a mhuirearú, ceanglaítear iad le foinse cumhachta, amhail ceallraí nó foinse cumhachta eile. Ar dtús, bíonn an dá sheoltóir neodrach, agus líon comhionann leictreon luchtaithe go diúltach agus prótóin luchtaithe go dearfach iontu. Ansin, aistrítear leictreoin ó sheoltóir amháin go dtí an ceann eile, rud a fhágann go mbíonn an seoltóir a chailleann leictreoin luchtaithe go dearfach agus go mbíonn an seoltóir a fhaigheann leictreoin luchtaithe go diúltach. Is ionann líon na leictreon a aistrítear agus líon na leictreon a fhaightear, rud a fhágann go mbíonn an muirear leictreach céanna ag gach seoltóir. Ba chóir a thabhairt faoi deara nuair a bhíonn toilleoir ceangailte le ceallraí, go bhfeidhmíonn an ceallraí mar sheoltóir, ag aistriú leictreon ó sheoltóir amháin go dtí an ceann eile.
Tá seoltóir amháin ceangailte leis an cuaille diúltach agus tá an seoltóir eile ceangailte leis an cuaille dearfach. Is cúis le haistriú leictreon (q) ó sheoltóir amháin go dtí an ceann eile de bharr difríocht poitéinsil leictrigh (V) idir an dá chríochfort ceallraí. Stopann aistriú leictreon a luaithe a bhíonn an difríocht poitéinsil idir an dá sheoltóir cothrom le difríocht poitéinsil na ceallraí. Ar dtús, nuair nach mbíonn na seoltóirí luchtaithe go leictreach, níl aon obair ag teastáil chun leictreoin a bhogadh. Chomh luath agus a bhíonn muirear leictreach ar gach seoltóir, tá obair ag teastáil chun leictreoin a bhogadh. Dá mhéad an muirear leictreach ar gach seoltóir, is ea is mó an obair a theastaíonn chun leictreoin a bhogadh mar gheall ar an bhfórsa athfhillteach idir na leictreoin.
Ní tharlaíonn aistriú leictreon ó sheoltóir amháin go seoltóir eile ag an am céanna ach de réir a chéile ionas go méadaíonn an voltas leictreach idir an dá sheoltóir de réir a chéile freisin. Mar sin, chun an obair iomlán (W) le linn aistriú leictreon a ríomh, úsáidtear an meánluach voltais (V/2). Mar sin, is é an obair a dhéantar chun leictreoin a bhogadh ná W = Q (V/2) = 1/2 Q V. Toisc go n-athraíonn an obair chun leictreoin a bhogadh go fuinneamh poitéinsiúil leictreach atá stóráilte sa toilleoir, is é EP = 1/2 Q V an fuinneamh poitéinsiúil leictreach atá stóráilte sa toilleoir. Toisc go bhfuil Q = CV, is féidir an fhoirmle EP = 1/2 QV a athrú go EP = 1/2 QV = 1/2 (CV)(V) = 1/2 CV 2 agus EP = 1/2 QV = 1/2 (Q)(Q/C) = 1/2 Q 2 /C. Eolas: Q = muirear leictreach, C = toilleas, V = voltas leictreach.
Fuinneamh leictreach i réimse leictreach
Le linn an phróisis luchtaithe, nuair a thosaíonn gach seoltóir ag luchtú, cruthaítear réimse leictreach idir an dá phláta/bhileog seoltóra. Dá bhrí sin, ní hamháin go gcuireann an obair a dhéantar lucht leictreach ar an seoltóir, ach cruthaíonn sí réimse leictreach go hindíreach idir an dá phláta/bhileog seoltóra freisin. Ós rud é go ndéantar an obair a thiontú ina fuinneamh poitéinsiúil leictreach atá stóráilte sa toilleoir, is féidir a mheas go bhfuil fuinneamh stóráilte laistigh den réimse leictreach.
Díorthaítear an fhoirmle seo a leanas chun an gaol idir fuinneamh poitéinsiúil leictreach agus réimsí leictreacha a chruthú go matamaiticiúil.
San alt dar teideal Toilleoirí pláta comhthreomhara, tá an fhoirmle C = A ε o /s díorthaithe agus san alt dar teideal Poitéinseal Leictreach, tá an fhoirmle V = E s luaite. Roimhe seo, tá an fhoirmle don fhuinneamh poitéinsil leictreach atá stóráilte i dtoilleoir díorthaithe, eadhon EP = 1/2 CV 2.
Cur síos ar an bhfoirmle: EP = fuinneamh poitéinsiúil leictreach, A = achar dromchla, s = achar, A s = toirt, E = réimse leictreach, EP/A s = fuinneamh poitéinsiúil leictreach in aghaidh an aonaid toirte = dlús fuinnimh.
Deir an fhoirmle thuas go bhfuil an fuinneamh poitéinsiúil leictreach in aghaidh an aonaid toirte spáis i réimse leictreach comhréireach le cearnóg an réimse leictrigh. Má tá tréleictreach idir an dá phláta/bhileog sheolta, cuirtear tréscaoilteacht an ábhair (ε) in ionad εo ( tréscaoilteacht an spáis shaoir). Cé go ndíorthaítear an chothromóid dlús fuinnimh seo ag baint úsáide as cothromóid toilleora pláta comhthreomhara, baineann an chothromóid seo freisin le gach spás a bhfuil réimse leictreach acu.
