Ka wehewehe ʻana o ka Capacitance o nā capacitors
Hiki i ke aniani liʻiliʻi ke loaʻa kahi wai liʻiliʻi, ʻoiai hiki i ke aniani nui ke loaʻa ka wai hou aku. ʻO ka nui o ka nui o ke aniani, ʻo ka nui o ka wai e hiki ke hoʻopaʻa ʻia. No laila, loaʻa i kēlā me kēia aniani ka hiki ke hoʻopaʻa i ka wai. E like me ke aniani, hiki i nā capacitors ke mālama i nā uku uila a me ka ikehu hiki ke uila. ʻO ka hiki o ka capacitor ke mālama i ka uku uila a me ka ikehu hiki ke uila ua kapa ʻia ʻo capacitance.
Nā mea e pili ana i ka capacitance
ʻO ka nui o ka hiki o ke aniani ke hoʻopaʻa i ka wai e hoʻoholo ʻia e ka nui o ke aniani. Pehea e pili ana i nā capacitors, he aha ka mea e hoʻoholo ai i ka nui o ka hiki o ka capacitor ke mālama i ka uku uila?
Hōʻike ke kiʻi ma ka ʻaoʻao i kahi capacitor maʻalahi i hana ʻia me nā papa alakaʻi ʻelua i hoʻokaʻawale ʻia e kahi mamao. Ma mua o ka hoʻopili ʻana i kahi kumu uila, e like me ka pila, ʻaʻole i hoʻouka uila ʻia nā papa ʻelua. A laila ua hoʻopili ʻia kekahi o nā papa i ka pou maikaʻi o ka pila a ua hoʻopili ʻia kekahi papa i ka pou maikaʻi ʻole o ka pila me ka hoʻohana ʻana i ke kaula.
Ma hope o ka hoʻopili ʻana i ka pou maikaʻi o ka pila, huki ka uku maikaʻi ma ka pila i nā electrons i hoʻopiʻi maikaʻi ʻole ʻia ma ka pā i neʻe ai nā electrons i ka pou maikaʻi o ka pila. ʻO kēia ke kumu o ka nele o nā papa i nā electrons (uku maikaʻi ʻole) a me nā protons keu (uku maikaʻi) i lilo ai nā papa i hoʻopiʻi maikaʻi ʻia.
Ma hope o ka hoʻopili ʻia ʻana i ka pou maikaʻi ʻole o ka pila, huki ka uku maikaʻi ma ka papa i nā electrons i hoʻopiʻi maikaʻi ʻole ʻia ma ka pou maikaʻi ʻole o ka pila i neʻe ai nā electrons i ka papa. ʻO kēia ke kumu o ka papa e hoʻouka nui i nā electrons i lilo ai ka papa i mea hoʻopiʻi maikaʻi ʻole. Hoʻopau ʻia ke kaʻina hana o ka hoʻoneʻe ʻana i nā electrons ma waena o nā papa a me nā pila ma hope o ka like ʻana o ka ʻokoʻa hiki ma waena o nā papa ʻelua me ka ʻokoʻa hiki ma waena o nā pou pila ʻelua.
Pehea ʻoe e hoʻonui ai i ka uku uila ma nā papa alakaʻi ʻelua? I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, he aha ka mea e hana ʻia e hoʻoili i nā electrons i a mai ka pou maikaʻi o ka pila? Hana ʻia ka neʻe ʻana o ka electron ke ʻoi aku ka ʻokoʻa o ka hiki ke uila ma waena o nā pou pila ʻelua ma mua o ka ʻokoʻa o ka hiki ke uila ma waena o nā alakaʻi ʻelua. I mea e neʻe hou ai ka electron i mea e hoʻonui ai ka uku uila i kēlā me kēia papa alakaʻi, ua pani ʻia ka pila i hoʻohana ʻia e kekahi kumu uila ʻē aʻe i ʻoi aku ka nui o ka ʻokoʻa o ka hiki ke uila. Hoʻopau ʻia ka neʻe ʻana o nā electrons ke like ka ʻokoʻa o ka hiki i ke kumu uila me ka ʻokoʻa o ka hiki o ka capacitor. No laila, inā ʻoi aku ka nui o ka ʻokoʻa o ka hiki i ke kumu uila, ʻoi aku ka nui o ka ʻokoʻa o ka hiki o ka capacitor.
Ma muli o ka loiloi ma luna, hiki ke hoʻoholo ʻia ʻo ka nui o ka uku uila i mālama ʻia i loko o kēlā me kēia papa alakaʻi, ʻo ka nui o ka ʻokoʻa hiki uila ma waena o nā papa alakaʻi ʻelua. No laila, ua kūlike ka uku uila (Q) me ka ʻokoʻa hiki uila (V). Ua ʻōlelo ʻia ka pilina ma waena o ka uku uila a me ka ʻokoʻa hiki uila ma ka hoʻohālikelike ʻana ma lalo nei:
QαV
Ua hoʻololi ʻia nā hoʻohālikelike ma luna nei i mau kaulike ma ka hoʻohui ʻana i ke kūpaʻa C:
Q = CV a i ʻole C = Q / V
Q = ka hoʻouku uila (Coulomb), V = ka ʻokoʻa hiki uila a i ʻole ka volta (Volt), C = ka mea mau i kapa ʻia ʻo ka capacitance capacitor.
ʻAʻole hilinaʻi ka waiwai capacitance i ka uku uila a me ke volta uila, akā hilinaʻi ia i ke ʻano a me ka nui o ka papa alakaʻi. Ua wehewehe ʻia ka hōʻoia makemakika e pili ana ka capacitance i ke ʻano a me ka nui o ka papa alakaʻi ma ke kumuhana o ka capacitor papa like. Ma ke kumuhana, ua manaʻo ʻia aia kahi hakahaka ma waena o nā alakaʻi ʻelua.
ʻO ka capacitance o kahi capacitor e pili ana hoʻi i ke ʻano o ka mea ma waena o nā papa alakaʻi ʻelua. ʻO ka mea ma waena o nā papa alakaʻi ʻelua i kapa ʻia he dielectric. Ua kūkākūkā hohonu ʻia ka capacitance o nā capacitors me nā dielectrics ma ke kumuhana o nā dielectric constants.
ʻĀpana o ka capacitance
ʻO Coulomb ke anakahi o ka hoʻouku uila a ʻo Volt ke anakahi o ka ʻokoʻa hiki uila, no laila ua hoʻokumu ʻia kēlā ma ka hoʻohālikelike capacitance ma luna. ʻO Coulomb no Volt ke anakahi capacitance (C/V), i kapa ʻia hoʻi ʻo Farad (F) i loaʻa mai ka inoa o ka ʻepekema Pelekane ʻo Michael Faraday (1791-1867). No laila, 1 Farad = 1 Coulomb/Volt.
Manaʻo ʻia he capacitor nona ka waiwai o 2 Farad ʻo ia hoʻi ke mālama nei ka capacitor i kahi uku uila o +2 Coulombs ma kekahi o nā papa alakaʻi a me -2 Coulombs ma kekahi papa alakaʻi. Ma kahi o nā papa alakaʻi ʻelua he ʻokoʻa hiki o 1 Volt. Inā pili ka pila 12 Volt i ka capacitor, ʻo kekahi o nā papa alakaʻi i hoʻopiʻi ʻia i ka uila ʻo Q = CV = (2) (12 Volts) = +24 Coulomb ʻoiai ʻo kekahi papa alakaʻi he -24 Coulomb.
E ʻoluʻolu e hoʻomaopopo he ʻāpana capacitance nui ʻo Farad no laila hoʻohana pinepine ʻia ia ma ke ʻano he ʻāpana liʻiliʻi, ʻo ia hoʻi ka microfarad i hoʻopōkole ʻia ʻo μF (10 -6 Farad ) a i ʻole picofarad i hoʻopōkole ʻia ʻo pF (10 -12 Farad). ʻO nā helu makemakika e hōʻike ana he ʻāpana nunui ʻo Farad, i kūkākūkā ʻia ma ke kumuhana o ka capacitor pā like.
