Параллель пластиналуу конденсатордун аныктамасы
Параллель пластиналуу конденсатор – бул эки параллель өткөргүч пластинадан турган конденсатор, ар бир пластинанын кесилиш аянты бирдей (A) жана сол жактагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй, белгилүү бир аралыкта (d) жайгашкан эки пластина. Өткөргүч пластиналардын бири оң заряддалган (+Q), ал эми экинчи өткөргүч пластина терс заряддалган (-Q), мында көлөмү электр заряды ар бир пластинадагы заряд бирдей. Заряд аба молекуласына өтпөшү үчүн, конденсатор айлана-чөйрөдөн обочолонуп, эки пластинанын ортосунда вакуум пайда болот.
Эки өткөргүч пластинадагы электр заряддарынын түрлөрүнүн айырмасы эки пластинанын ортосунда электр талаасын жана электрдик потенциалдар айырмасын жаратат. Оң заряддалган пластинанын электрдик потенциалы жогору, ал эми терс заряддалган пластинанын электрдик потенциалы төмөн. Электрдик потенциал темасына ылайык, эгерде конденсатордун эки пластинасынын ортосунда электрдик потенциалдар айырмасы болсо, конденсатордо электрдик потенциал энергиясы болот. Конденсаторлордо сакталган электрдик потенциал энергиясынын көптөгөн колдонулуштары бар.
Параллель пластиналуу конденсатордун сыйымдуулугуна таасир этүүчү факторлор
Башында конденсатор электрдик заряддалган же электрдик жактан нейтралдуу эмес. Заряддалышы үчүн, конденсаторду заряддоо үчүн аны кабель аркылуу батарея сыяктуу чыңалуу булагына туташтыруу керек. Өткөргүч пластиналардын бири батареянын оң уюлуна, ал эми экинчи өткөргүч пластина батареянын терс уюлуна туташтырылган.
Окшош заряддар бири-бирин түртөөрүн, ал эми карама-каршы заряддар бири-бирин тартаарын унутпаңыз. Электрондор терс заряддуу жана атомдун бетинде жайгашкандыктан оңой кыймылдайт, ал эми протондор оң заряддуу жана атом ядросунда жайгашкандыктан кыймылдай албайт. Эгерде өткөргүч пластинада электрондорго караганда протондор көп болсо, пластина оң заряддуу болот, тескерисинче, эгер электрондордун саны протондорго караганда көп болсо, пластина терс заряддуу болот.
Конденсатор батареяга туташтырылгандан кийин, батареянын оң уюлу оң заряддалат. Ошентип, ал электрондорду өткөргүч пластинадан тартат, ал эми батареянын терс уюлу терс заряддалат, ошондуктан ал электрондорду өткөргүч пластинага четке кагат. Батарея менен өткөргүч пластинанын ортосундагы электрдик жылышуу өткөргүч пластинанын оң заряддалган электрондорду жоготушуна алып келет жана өткөргүч пластина терс заряддалган электрондорду кабыл алат. Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы электрдик потенциалдардын айырмасы батареянын эки уюлунун ортосундагы электрдик потенциалдардын айырмасына барабар болгондон кийин электрондордун кыймылы токтойт.
Электр зарядын жана электр потенциалы энергиясын сактоо үчүн конденсатордун функциясы . Конденсатордун электр зарядын жана электр потенциалы энергиясын сактоо жөндөмүнүн чоңдугу сыйымдуулук деп аталат. Канчалык көп электр энергиясы сакталса, сакталган электр потенциалы энергиясы да ошончолук чоң болот, конденсатордун сыйымдуулугу ошончолук чоң болот. Параллель пластиналуу конденсатордун сыйымдуулугуна кандай факторлор таасир этет?
Өткөргүч плитасынын беттик аянты
Параллель пластиналуу конденсатор өткөргүч пластинада электр зарядын сактайт. Эгерде пластинанын беттик аянты кичинекей болсо, анда бир аз электр заряды сакталат, болбосо пластинанын беттик аянты чоң болсо, анда электр зарядынын көп бөлүгү сакталат. Өткөргүч пластинада канчалык көп электр заряды сакталса, конденсатордун электрдик потенциал энергиясы ошончолук көп болот. Демек, конденсатордун электрдик потенциал энергиясы канчалык чоң болсо, конденсатордун сыйымдуулугу ошончолук чоң болот. Бул серептин негизинде конденсатордун сыйымдуулугу (C) өткөргүч пластинанын (A) беттик аянтына пропорционалдуу деген тыянак чыгарууга болот.
Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы аралык
Эки өткөргүч пластинасынын ортосундагы потенциалдар айырмасы эки батарея уюлунун ортосундагы потенциалдар айырмасына барабар болгондон кийин электрондордун алмашуусу токтойт. Эки өткөргүч пластинасындагы электр зарядын кантип көбөйтсө болот? Мунун бир жолу - эки өткөргүчтүн ортосундагы аралыкты азайтуу (d минималдаштыруу). Эки өткөргүч жакындатылганда, электр зарядынын көлөмү сакталып калат, ошондуктан электр заряды тарабынан пайда болгон электр талаасы туруктуу болот. V = E d теңдемесине таянып, электр талаасы (E) туруктуу болгондо, эки өткөргүч пластинасынын ортосундагы аралык азайса (d), электр потенциалдарынын айырмасы (V) азаят.
Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы потенциалдар айырмасы эки батарея уюлунун ортосундагы потенциалдар айырмасынан кичине болуп азаят. Бул ар бир өткөргүч пластинанын электр заряды көбөйгөнгө чейин электрондордун кайрадан жылышуусуна алып келет. Эки пластинанын ортосундагы потенциалдар айырмасы эки батарея уюлунун ортосундагы потенциалдар айырмасына барабар болгондон кийин электрондордун алмашуусу токтойт.
Эки өткөргүч пластинанын ортосундагы аралык азайганда, ар бир пластинадагы электр заряды көбөйөт, ошондуктан конденсатордун электрдик потенциалдык энергиясы да көбөйөт. Эгерде конденсатордун электрдик потенциалдык энергиясы көбөйсө, конденсатордун сыйымдуулугу да көбөйөт. Эгерде аралык азайса, заряд көбөйөт, ошондуктан сыйымдуулук жогорулайт, ал эми аралык көбөйгөндө заряд азайып, сыйымдуулук азаят. Конденсатордун сыйымдуулугу (C) эки өткөргүч пластинанын (d) ортосундагы аралыкка тескери пропорционалдуу деген тыянак чыгарууга болот.
Параллель пластиналуу конденсатордун сыйымдуулугунун теңдемеси
Буга чейин параллель пластиналуу конденсаторлордун сыйымдуулугуна таасир этүүчү нерселер түшүндүрүлгөн. Сыйымдуулуктун маанисин теңдемени колдонуу менен эсептөөлөр аркылуу так билүүгө болот. Гаусс законун колдонуп электр талаасын аныктоо темасында электр заряддалган өткөргүч пластинасынын жанындагы электр талаасын эсептөө формуласы E = σ / ε болот.o, мында σ = Q / A, ошондуктан электр талаасынын теңдемеси E = Q/A болуп өзгөрөт: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoЭлектрдик потенциалдын теңдемеси V = Ed, мында E = Q / A εo ошондуктан теңдеме V = Q d / A ε болуп өзгөрөтoСыйымдуулуктун теңдемеси C = Q/V, мында V = Q d / A ε.o ошондуктан сыйымдуулук теңдемеси C = Q: Q d / A ε болуп өзгөрөтo = Q x A εo / Q d = A εo / д.
Сыйымдуулук C = A ε o / d теңдемесинин негизинде сыйымдуулук (C) беттик аянтка (A) пропорционалдуу жана эки өткөргүч пластинанын ортосундагы аралыкка (d) тескери пропорционалдуу деген тыянак чыгарууга болот.
E = электр талаасы, σ = заряддын тыгыздыгы, ε o = вакуумдук өткөрүмдүүлүк = 8.85 x 10 -12 F/м, Q = электр заряды, A = өткөргүч пластинасынын беттик аянты, V = электрдик потенциалдардын айырмасы.
