Հզորության հասկացումը
Փոքր բաժակը կարող է պարունակել խմելու ջրի փոքր քանակություն, մինչդեռ մեծ բաժակը՝ ավելի շատ։ Որքան մեծ է բաժակը, այնքան ավելի շատ ջուր կարող է պարունակել։ Այսպիսով, յուրաքանչյուր բաժակ ունի ջուր պահելու իր տարողունակության կամ չափման միավոր։ Ինչպես բաժակները, կոնդենսատորները նույնպես ունեն էլեկտրական լիցք և էլեկտրական պոտենցիալ էներգիա պահելու կարողություն։ Կոնդենսատորի տարողունակությունը կամ կոնդենսատորի էլեկտրական լիցք և էլեկտրական պոտենցիալ էներգիա պահելու ունակության չափման միավորը կոչվում է տարողունակություն.
Հզորության վրա ազդող գործոններ
Բաժակի ջուր պահելու տարողության չափը որոշվում է դրա ծավալով։ Իսկ կոնդենսատորների մասին ի՞նչ կասեք։ Ի՞նչն է որոշում կոնդենսատորի էլեկտրական լիցք պահելու տարողության չափը։
Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս պարզ կոնդենսատոր, որը բաղկացած է որոշակի հեռավորությամբ իրարից հեռացած երկու հաղորդիչ թիթեղներից: Մինչև լարման աղբյուրին, օրինակ՝ մարտկոցին, միացնելը, երկու թիթեղներն էլ լիցքաթափվում են: Այնուհետև, մեկ թիթեղը լարերի միջոցով միացվում է մարտկոցի դրական ծայրին, իսկ մյուսը՝ բացասական ծայրին:
Մարտկոցի դրական ելակետին միանալուց հետո, մարտկոցի դրական լիցքը ձգում է թիթեղի վրա գտնվող բացասական լիցքավորված էլեկտրոնները, ստիպելով դրանք տեղափոխվել մարտկոցի դրական ելակետ։ Սա հանգեցնում է թիթեղի էլեկտրոնների դեֆիցիտի (բացասական լիցք) և պրոտոնների ավելցուկի (դրական լիցք), ինչը հանգեցնում է դրական լիցքի։
Նմանապես, թիթեղը մարտկոցի բացասական ծայրին միացնելուց հետո, թիթեղի վրա դրական լիցքը ձգում է մարտկոցի բացասական ծայրի վրա գտնվող բացասական լիցքավորված էլեկտրոնները, ինչի հետևանքով էլեկտրոնները տեղափոխվում են դեպի թիթեղը։ Սա հանգեցնում է թիթեղի վրա էլեկտրոնների ավելցուկի, ինչը այն դարձնում է բացասական լիցքավորված։
Թիթեղների և մարտկոցի միջև էլեկտրոնների փոխանցման գործընթացը դադարում է, երբ երկու թիթեղների միջև պոտենցիալների տարբերությունը հավասարվում է մարտկոցի երկու բևեռների միջև պոտենցիալների տարբերությանը։
Ինչպե՞ս կարող է երկու հաղորդիչ թիթեղների էլեկտրական լիցքը մեծանալ։ Այլ կերպ ասած, ի՞նչ պետք է անել էլեկտրոնների փոխանցումը կրկին իրականացնելու համար։ Էլեկտրոնների փոխանցումը տեղի է ունենում միայն այն դեպքում, երբ մարտկոցի երկու բևեռների միջև էլեկտրական պոտենցիալների տարբերությունը մեծ է երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև էլեկտրական պոտենցիալների տարբերությունից։ Որպեսզի էլեկտրոնների փոխանցումը կրկին տեղի ունենա, որպեսզի յուրաքանչյուր հաղորդիչ թիթեղի վրա էլեկտրական լիցքը մեծանա, օգտագործվող մարտկոցը փոխարինվում է մեկ այլ մարտկոցով կամ մեկ այլ լարման աղբյուրով, որն ունի ավելի մեծ էլեկտրական պոտենցիալների տարբերություն։ Էլեկտրոնների փոխանցումը դադարում է, երբ լարման աղբյուրի պոտենցիալների տարբերությունը հավասար է կոնդենսատորի պոտենցիալների տարբերությանը, հետևաբար, եթե լարման աղբյուրի պոտենցիալների տարբերությունը մեծ է, ապա կոնդենսատորի պոտենցիալների տարբերությունը նույնպես մեծ է։
Վերոնշյալ վերանայման հիման վրա կարելի է եզրակացնել, որ որքան մեծ է յուրաքանչյուր հաղորդիչ թիթեղի վրա կուտակված էլեկտրական լիցքը, այնքան մեծ է երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև էլեկտրական պոտենցիալների տարբերությունը։ Հետևաբար, էլեկտրական լիցքը (Q) համեմատական է էլեկտրական պոտենցիալների տարբերությանը (V)։ Էլեկտրական լիցքի և էլեկտրական պոտենցիալների տարբերության միջև եղած կապը արտահայտվում է հետևյալ համամասնությամբ.
Q α V
Վերոնշյալ համամասնությունը հավասարման է վերածվում՝ գումարելով համամասնության հաստատուն C-ն՝
Q = CV կամ C = Q / V
Նկարագրություն՝ Q = էլեկտրական լիցք (Կուլոն), V = էլեկտրական պոտենցիալների տարբերություն կամ էլեկտրական լարում (Վոլտ), C = համեմատականության հաստատուն, որը կոչվում է կոնդենսատորի տարողունակություն։
Հզորության արժեքը կախված չէ էլեկտրական լիցքից և լարումից, այլ կախված է հաղորդիչ թիթեղի ձևից և չափից: Այն բանի մաթեմատիկական ապացույցը, որ հզորությունը կախված է հաղորդիչ թիթեղի ձևից և չափից, բացատրվում է հաղորդիչ թիթեղի ձևի հիման վրա կոնդենսատորների տեսակների մասին հոդվածում, մասնավորապես՝ զուգահեռ թիթեղային կոնդենսատոր, գլանաձև կոնդենսատոր Dan գնդաձև կոնդենսատորԱյս հոդվածում ենթադրվում է, որ երկու հաղորդիչ մասերի միջև կա վակուում։
Կոնդենսատորի տարողունակությունը կախված է նաև երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև գտնվող նյութի հատկություններից։ Երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև գտնվող նյութը կոչվում է դիէլեկտրիկԴիէլեկտրիկ ունեցող կոնդենսատորի տարողունակությունը մանրամասնորեն քննարկվում է հոդվածում դիէլեկտրիկ հաստատուն.
Հզորության միավոր
Էլեկտրական լիցքի միավորը Կուլոնն է, իսկ էլեկտրական պոտենցիալների տարբերության միավորը՝ Վոլտը, ուստի վերը նշված տարողունակության հավասարման հիման վրա տարողունակության միավորը Կուլոնը վոլտում (C/V) է, որը կոչվում է նաև Ֆարադ (F), որը ծագում է բրիտանացի գիտնական Մայքլ Ֆարադեյի (1791-1867) անունից։ Այսպիսով, 1 Ֆարադ = 1 Կուլոն/Վոլտ։
Օրինակ, կոնդենսատորն ունի 2 Ֆարադ արժեք, ինչը նշանակում է, որ կոնդենսատորը պահում է +2 Կուլոն էլեկտրական լիցք հաղորդիչ թիթեղներից մեկի վրա և -2 Կուլոն մյուս հաղորդիչ թիթեղի վրա, որտեղ երկու հաղորդիչ թիթեղներն ունեն 1 Վոլտ պոտենցիալների տարբերություն: Եթե կոնդենսատորին միացված է 12 Վոլտ մարտկոց, հաղորդիչ թիթեղներից մեկը կունենա Q = CV = (2)(12 Վոլտ) = +24 Կուլոն էլեկտրական լիցք, մինչդեռ մյուս հաղորդիչ թիթեղը կունենա -24 Կուլոն լիցք:
Պետք է նշել, որ Ֆարադը տարողության շատ մեծ միավոր է, ուստի սովորաբար օգտագործվում է ավելի փոքր միավոր՝ միկրոՖարադ, կրճատ՝ μF (10-6 Ֆարադ) մինչև պիկոՖարադ կրճատ pF (1012 - Ֆարադ): Մաթեմատիկական հաշվարկները, որոնք ցույց են տալիս, որ Ֆարադը շատ մեծ միավոր է, քննարկվում են Զուգահեռ թիթեղային կոնդենսատորի հարցերի օրինակ.
