Параллель пластиналуу конденсатордун аныктамасы
Параллель пластиналуу конденсатор – бул эки параллель пластинадан же өткөргүч пластиналардан турган конденсатор, ар бир пластинанын кесилиш аянты бирдей (A) жана эки пластина белгилүү бир аралыкта (d) бөлүнгөн, сол жактагы сүрөттөгүдөй. Бул макалада эки өткөргүч пластина вакуум менен бөлүнгөн деп болжолдойлу. Сүрөттө өткөргүч пластиналардын бири оң заряддалган (+Q), ал эми экинчи өткөргүч пластина терс заряддалган (-Q), мында ар бир пластинадагы электр зарядынын көлөмү бирдей.
Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы электр зарядынын айырмасы электр талаасын жана алардын ортосунда потенциалдар айырмасын жаратат. Оң заряддалган пластинанын потенциалы жогору, ал эми терс заряддалган пластинанын потенциалы төмөн. Электр потенциалы жөнүндөгү макалада түшүндүрүлгөндөй , эгерде эки конденсатор пластинасынын ортосунда потенциалдар айырмасы болсо, конденсатордо электрдик потенциал энергиясы бар. Конденсатордо сакталган электрдик потенциал энергиясынын көптөгөн колдонулуштары бар.
Параллель пластиналуу конденсатордун сыйымдуулугуна таасир этүүчү факторлор
Конденсаторлор башында заряддалбаган же электрдик жактан нейтралдуу болот. Аларды заряддоо үчүн, алар кабелдерди колдонуп, батарея сыяктуу чыңалуу булагына туташтыруу менен заряддалат. Бир өткөргүч пластина батареянын оң терминалына, ал эми экинчи өткөргүч пластина терс терминалга туташтырылган.
Окшош заряддар түртүлөт, ал эми айырмаланган заряддар тартылат экенин унутпаңыз. Электрондор терс заряддуу жана атомдун бетинде жайгашкандыктан оңой кыймылдайт, ал эми протондор оң заряддуу жана ядродо жайгашкандыктан кыймылдай албайт. Эгерде өткөргүч пластинадагы протондордун саны электрондордун санынан ашса, пластина оң заряддуу болот. Тескерисинче, эгер электрондордун саны протондордун санынан ашса, пластина терс заряддуу болот.
Конденсатор батареяга туташтырылгандан кийин, батареянын оң уюлу оң заряддалып, өткөргүч пластинадан электрондорду өзүнө тартат, ал эми батареянын терс уюлу терс заряддалып, электрондорду өткөргүч пластинага түртөт. Батарея менен өткөргүч пластинанын ортосундагы электрондордун алмашуусу электрондорду жоготкон өткөргүч пластинанын оң заряддалышына жана электрондорду кабыл алган өткөргүч пластинанын терс заряддалышына алып келет. Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы электрдик потенциалдардын айырмасы эки батарея терминалынын ортосундагы электрдик потенциалдардын айырмасына барабар болгондо, электрондордун алмашуусу токтойт.
Конденсаторлор электр зарядын жана потенциалдык энергияны сактайт . Конденсатордун электр зарядын жана потенциалдык энергияны сактоо жөндөмүнүн өлчөмү сыйымдуулук деп аталат. Сакталган электр заряды канчалык чоң болсо, потенциалдык энергия ошончолук чоң болот жана сыйымдуулук ошончолук чоң болот. Параллель пластиналуу конденсатордун сыйымдуулугуна кандай факторлор таасир этет?
– Өткөргүч пластинанын беттик аянты
Параллель пластиналуу конденсаторлор электр зарядын өткөргүч пластиналарында сактайт. Пластинанын бетинин кичинекей аянты аз заряд сакталганын билдирет; пластинанын бетинин чоң аянты чоң заряд сакталганын билдирет. Өткөргүч пластиналарда канчалык көп заряд сакталса, конденсатордун электрдик потенциалдык энергиясы ошончолук жогору болот. Демек, конденсатордун электрдик потенциалдык энергиясы канчалык чоң болсо, анын сыйымдуулугу ошончолук жогору болот. Бул серептин негизинде конденсатордун сыйымдуулугу (C) өткөргүч пластиналардын беттик аянтына (A) пропорционалдуу деген тыянак чыгарууга болот.
– Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы аралык
Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы потенциалдар айырмасы батареянын эки уюлунун ортосундагы потенциалдар айырмасына барабар болгондон кийин электрондордун кыймылы токтойт. Эки өткөргүч пластинадагы электр заряды кантип көбөйүшү мүмкүн? Мунун бир жолу - эки өткөргүчтүн ортосундагы аралыкты азайтуу (d азайтуу). Эки өткөргүч бири-бирине жакындатылганда, электр зарядынын көлөмү туруктуу бойдон калат, ошондуктан электр заряды тарабынан пайда болгон электр талаасы туруктуу мааниге ээ болот. V = E d теңдемесинин негизинде, электр талаасы (E) туруктуу болгондо, эки өткөргүч пластинанын ортосундагы аралык азайса (d), электр потенциалдарынын айырмасы (V) азаят.
Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы потенциалдар айырмасы батареянын эки терминалынын ортосундагы потенциалдар айырмасынан азайганга чейин азаят. Бул ар бир өткөргүч пластинадагы электр заряды көбөйгөнгө чейин электрондордун кайрадан кыймылдашына алып келет. Эки пластинанын ортосундагы потенциалдар айырмасы батареянын эки терминалынын ортосундагы потенциалдар айырмасына барабар болгондо, электрондордун кыймылы токтойт.
Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы аралык азайганда, ар бир пластинадагы электр заряды көбөйөт, ошондуктан конденсатордогу электрдик потенциал энергиясы да көбөйөт. Эгерде конденсатордогу электрдик потенциал энергиясы көбөйсө, конденсатордун сыйымдуулугу да көбөйөт. Эгерде аралык азайса, заряд көбөйөт, ошондуктан сыйымдуулук жогорулайт, эгер аралык көбөйсө, заряд азайып, сыйымдуулук азаят. Конденсатордун сыйымдуулугу (C) эки өткөргүч пластинанын (d) ортосундагы аралыкка тескери пропорционалдуу деген тыянак чыгарууга болот.
Параллель пластиналуу конденсатор үчүн сыйымдуулук теңдемеси
Буга чейин параллель пластиналуу конденсатордун сыйымдуулук маанисине таасир этүүчү нерселер түшүндүрүлгөн. Сыйымдуулук маанисин теңдемелерди колдонуу менен эсептөөлөр аркылуу так билүүгө болот. Гаусс законун колдонуп электр талаасын аныктоо жөнүндөгү макалада электр заряддуу өткөргүч пластинанын жанындагы электр талаасын эсептөө формуласы E = σ/εo экени талкууланган , мында σ = Q/A, ошондуктан электр талаасынын теңдемеси E = Q/A: ε o = Q/A x 1/ε o = Q/Aε o болот . Электр потенциалынын теңдемеси V = E d, мында E = Q/Aε o , ошондуктан теңдеме V = Qd/Aε o болот . Сыйымдуулук теңдемеси C = Q/V, мында V = Qd/Aε o , ошондуктан сыйымдуулук теңдемеси C = Q: Qd/Aε o = Q x Aε o /Qd = Aε o /d болот.
C = A ε o / d сыйымдуулук теңдемесинин негизинде сыйымдуулук (C) беттик аянтка (A) пропорционалдуу жана эки өткөргүч пластинанын ортосундагы аралыкка (d) тескери пропорционалдуу деген тыянак чыгарууга болот.
Формуланын сүрөттөлүшү: E = электр талаасы, σ = заряддын тыгыздыгы, ε = бош мейкиндиктин диэлектрикалык өткөрүмдүүлүгү = 8,85 x 10 -12 F/м, Q = электр заряды, A = өткөргүч пластинасынын беттик аянты, V = электрдик потенциалдардын айырмасы.
