Definitioun vum Parallelplackekondensator
De Parallelplackekondensator ass e Kondensator, deen aus zwou parallele Leederplacke besteet, wou all Plack eng gläich Querschnittsfläch (A) huet an zwou Placke mat engem bestëmmten Ofstand (d) getrennt sinn, wéi an der Figur lénks gewisen. Eng vun de Leederplacke ass positiv gelueden (+Q), während déi aner Leederplack negativ gelueden ass (-Q), wou d'Quantitéit vun elektresch Ladung op all Plack ass gläich. Fir datt d'Ladung net op d'Loftmolekül wiesselt, ass de Kondensator vun der Ëmwelt isoléiert, an tëscht den zwou Placke gëtt et e Vakuum.
Den Ënnerscheed an den Aarte vun elektresche Ladungen an deenen zwou Leiterplacke erstellt en elektrescht Feld an eng elektresch Potenzialdifferenz tëscht den zwou Placken. Déi positiv gelueden Plack huet e méi héicht elektrescht Potenzial, während déi negativ gelueden Plack e méi niddregt elektrescht Potenzial huet. Wéi am Thema vum elektresche Potenzial erkläert, gëtt et eng elektresch potenziell Energie am Kondensator, wann et eng elektresch Potenzialdifferenz tëscht den zwou Placke vum Kondensator gëtt. Déi elektresch potenziell Energie, déi a Kondensatoren gespäichert ass, huet vill Uwendungen.
Faktoren, déi d'Kapazitéit vum Parallelplackekondensator beaflossen
De Kondensator ass ufanks net elektresch gelueden oder elektresch neutral. Fir gelueden ze ginn, gëtt de Kondensator gelueden andeems de Kondensator mat enger Spannungsquell wéi enger Batterie iwwer e Kabel verbonnen ass. Eng vun de Leiterplacke ass mam Pluspol vun der Batterie verbonnen, während déi aner Leiterplack mam Minuspol vun der Batterie verbonnen ass.
Denkt drun, datt gläich Ladungen sech géigesäiteg ofstoussen, während ongewéinlech Ladungen sech géigesäiteg unzéien. D'Elektrone si negativ gelueden a kënne sech einfach beweegen, well se sech op der Uewerfläch vum Atom befannen, während d'Protonen positiv gelueden sinn a sech net beweege kënnen, well se sech um Atomkär befannen. Wann d'Leitplack méi Protonen ewéi Elektronen huet, ass d'Plack positiv gelueden, am Géigendeel, wann d'Zuel vun den Elektronen méi ass ewéi d'Protonen, ass d'Plack negativ gelueden.
Nodeems de Kondensator un d'Batterie ugeschloss ass, gëtt de positive Pol vun der Batterie positiv gelueden. Sou zitt en d'Elektronen vun der Leiterplack un, während de negative Pol vun der Batterie negativ gelueden ass, sou datt en d'Elektronen op d'Leiterplack ofweist. Déi elektresch Verrécklung tëscht der Batterie an der Leiterplack bewierkt, datt d'Leiterplack Elektronen verléiert, déi positiv gelueden sinn, an d'Leiterplack Elektronen empfängt, déi negativ gelueden sinn. D'Beweegung vun den Elektronen hält op, nodeems den elektresche Potentialënnerscheed tëscht den zwou Leiterplacke gläich dem elektresche Potentialënnerscheed tëscht den zwou Batteriepolen ass.
Kondensatorfunktioun fir t ze späicherendéi elektresch Ladung an déi elektresch potenziell EnergieD'Gréisst vun der Fäegkeet vum Kondensator, déi elektresch Ladung an déi elektresch potenziell Energie ze späicheren, gëtt Kapazitéit genannt. Wat méi Stroum gespäichert gëtt, wat méi grouss ass och déi gespäichert elektresch potenziell Energie, wat méi grouss d'Kapazitéit vum Kondensator ass. Wéi eng Faktoren beaflossen d'Kapazitéit vun engem Parallelplackekondensator?
D'Uewerfläch vun der Leiterplack
De Parallelplackekondensator späichert déi elektresch Ladung op der Leiterplack. Wann d'Uewerfläch vun der Plack kleng ass, gëtt eng kleng elektresch Ladung gespäichert, soss wann d'Uewerfläch vun der Plack grouss ass, gëtt vill elektresch Ladung gespäichert. Wat méi elektresch Ladungen op der Leiterplack gespäichert sinn, wat méi grouss ass d'elektresch potenziell Energie vum Kondensator. Also, wat méi grouss d'elektresch potenziell Energie vum Kondensator ass, wat méi grouss ass d'Kapazitéit vum Kondensator. Baséierend op dëser Iwwerpréiwung kann een dovun ausgoen, datt d'Kapazitéit vum Kondensator (C) proportional zu der Uewerfläch vun der Leiterplack (A) ass.
D'Distanz tëscht den zwou Leiterplacken
Den Transfer vun Elektronen hält op, nodeems d'Potenzialdifferenz tëscht den zwou Leiterplacke gläich wéi d'Potenzialdifferenz tëscht den zwou Batteriepole ass. Wéi erhéicht een d'elektresch Ladung op béide Leiterplacke? Eng Méiglechkeet ass d'Distanz tëscht den zwou Leiter ze reduzéieren (d ze minimiséieren). Wann déi zwee Leiter méi no beienee bruecht ginn, bleift d'Quantitéit un elektrescher Ladung, sou datt dat elektrescht Feld, dat vun der elektrescher Ladung produzéiert gëtt, fixéiert ass. Baséierend op der Equatioun V = E d, wann dat elektrescht Feld (E) konstant ass, hëlt d'elektresch Potenzialdifferenz (V) of, wann d'Distanz tëscht den zwou Leiterplacke ofhëlt (d).
D'Potenzialdifferenz tëscht den zwou Leederplacke gëtt reduzéiert, sou datt se méi kleng ass wéi d'Potenzialdifferenz tëscht den zwou Batteriepolen. Dëst verursaacht eng weider Verrécklung vun Elektronen, bis d'elektresch Ladung vun all Leederplack eropgeet. Den Transfer vun Elektronen hält op, nodeems d'Potenzialdifferenz tëscht den zwou Placke gläich wéi d'Potenzialdifferenz tëscht den zwou Batteriepolen ass.
Wann den Ofstand tëscht den zwou Leiterplacke reduzéiert gëtt, klëmmt d'elektresch Ladung op all Plack, sou datt och d'elektresch potenziell Energie vum Kondensator eropgeet. Wann d'elektresch potenziell Energie vum Kondensator eropgeet, klëmmt och d'Kapazitéit vum Kondensator. Wann den Ofstand reduzéiert gëtt, klëmmt d'Ladung, sou datt d'Kapazitéit eropgeet, wann den Ofstand eropgeet, hëlt d'Ladung of, sou datt d'Kapazitéit erofgeet. Et kann een dovun ausgoen, datt d'Kapazitéit vum Kondensator (C) ëmgekéiert proportional zum Ofstand tëscht den zwou Leiterplacke (d) ass.
D'Equatioun vun der Kapazitéit vum Parallelplackekondensator
Virdrun goufen d'Saachen erkläert, déi d'Kapazitéit vu parallele Plackekondensatoren beaflossen. De Kapazitéitswäert kann duerch Berechnungen mat der Equatioun kloer bekannt ginn. An engem Thema iwwer d'Bestimmung vum elektresche Feld mam Gauss-Gesetz ass d'Formel fir d'Berechnung vum elektresche Feld no bei der elektresch geluedener Leederplack E = σ / εo, wou σ = Q / A sou datt d'Equatioun vum elektresche Feld sech op E = Q/A ännert: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoD'Equatioun vum elektresche Potenzial ass V = E d, wou E = Q / A εo sou datt d'Equatioun sech op V = Qd / Aε ännertoD'Equatioun vun der Kapazitéit ass C = Q/V, wou V = Qd / Aεo sou datt d'Kapazitéitsgläichung sech op C = Q ännert: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / d.
Baséierend op der Equatioun vun der Kapazitéit C = A εo / d kann een dovun ausgoen, datt d'Kapazitéit (C) proportional zu der Uewerfläch (A) an ëmgekéiert proportional zum Ofstand (d) tëscht den zwou Leiterplacken ass.
E = elektrescht Feld, σ = Ladungsdicht, εo = Vakuumpermittivitéit = 8.85 x 10-12 F/m, Q = elektresch Ladung, A = Uewerfläch vun der Leiterplack, V = elektresch Potentialdifferenz.
