Definizzjoni ta' kapaċitatur tal-pjanċi paralleli
Kapaċitatur bi pjanċi paralleli huwa kapaċitatur li jikkonsisti f'żewġ pjanċi paralleli jew pjanċi kondutturi, fejn kull pjanċa għandha l-istess erja trasversali (A) u ż-żewġ pjanċi huma separati b'ċerta distanza (d), bħal fl-istampa fuq ix-xellug. F'dan l-artikolu, nassumu li ż-żewġ pjanċi kondutturi huma separati minn vakwu. Fl-istampa, waħda mill-pjanċi kondutturi hija ċċarġjata b'mod pożittiv (+Q) filwaqt li l-pjanċa kondutturi l-oħra hija ċċarġjata b'mod negattiv (-Q), fejn l-ammont ta' ċarġ elettriku fuq kull pjanċa huwa l-istess.
Id-differenza fiċ-ċarġ elettriku bejn iż-żewġ pjanċi konduttivi toħloq kamp elettriku u differenza potenzjali bejniethom. Il-pjanċa ċċarġjata b'mod pożittiv għandha potenzjal ogħla, filwaqt li l-pjanċa ċċarġjata b'mod negattiv għandha potenzjal aktar baxx. Kif spjegat fl-artiklu dwar il-potenzjal elettriku , jekk ikun hemm differenza potenzjali bejn iż-żewġ pjanċi tal-kapaċitatur, ikun hemm enerġija potenzjali elettrika fil-kapaċitatur. L-enerġija potenzjali elettrika maħżuna f'kapaċitatur għandha ħafna użi.
Fatturi li jaffettwaw il-kapaċitanza ta' kapaċitatur b'pjanċi paralleli
Il-kapaċitaturi inizjalment ma jkunux iċċarġjati, jew ikunu elettrikament newtrali. Biex jiġu ċċarġjati, jiġu ċċarġjati billi jiġu konnessi ma' sors ta' vultaġġ, bħal batterija, bl-użu ta' kejbils. Pjanċa konduttriċi waħda hija konnessa mat-terminal pożittiv tal-batterija, filwaqt li l-pjanċa konduttriċi l-oħra hija konnessa mat-terminal negattiv.
Ftakar li l-istess kariġi jwarrbu lil xulxin, filwaqt li dawk differenti jattiraw lil xulxin. L-elettroni huma ċċarġjati b'mod negattiv u jiċċaqalqu faċilment għax jinsabu fuq il-wiċċ tal-atomu, filwaqt li l-protoni huma ċċarġjati b'mod pożittiv u ma jistgħux jiċċaqalqu għax jinsabu fin-nukleu. Jekk in-numru ta' protoni fuq pjanċa konduttiva jaqbeż in-numru ta' elettroni, il-pjanċa tkun iċċarġjata b'mod pożittiv. Bil-maqlub, jekk in-numru ta' elettroni jaqbeż in-numru ta' protoni, il-pjanċa tkun iċċarġjata b'mod negattiv.
Wara li l-kapaċitatur ikun imqabbad mal-batterija, il-pol pożittiv tal-batterija jiġi ċċarġjat b'mod pożittiv, u b'hekk jiġbed l-elettroni mill-pjanċa konduttur, filwaqt li l-pol negattiv tal-batterija jiġi ċċarġjat b'mod negattiv, u b'hekk jirripella l-elettroni lejn il-pjanċa konduttur. It-trasferiment tal-elettroni bejn il-batterija u l-pjanċa konduttur jikkawża li l-pjanċa konduttur li titlef l-elettroni tiġi ċċarġjata b'mod pożittiv u l-pjanċa konduttur li tirċievi l-elettroni tiġi ċċarġjata b'mod negattiv. It-trasferiment tal-elettroni jieqaf meta d-differenza fil-potenzjal elettriku bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi tkun ugwali għad-differenza fil-potenzjal elettriku bejn iż-żewġ terminali tal-batterija.
Il-kapaċitaturi jaħżnu ċarġ elettriku u enerġija potenzjali . Il-kejl tal-abbiltà ta' kapaċitatur li jaħżen ċarġ elettriku u enerġija potenzjali jissejjaħ kapaċitanza. Iktar ma jkun kbir iċ-ċarġ elettriku maħżun, iktar tkun kbira l-enerġija potenzjali, u iktar tkun kbira l-kapaċitanza. Liema fatturi jaffettwaw il-kapaċitanza ta' kapaċitatur b'pjanċi paralleli?
– L-erja tal-wiċċ tal-pjanċa konduttur
Il-kapaċitaturi bi pjanċi paralleli jaħżnu ċarġ elettriku fuq il-pjanċi konduttivi tagħhom. Żona tal-wiċċ żgħira tal-pjanċa tfisser li ftit ċarġ jinħażen; żona tal-wiċċ kbira tal-pjanċa tfisser li jinħażen ċarġ kbir. Iktar ma jkun hemm ċarġ maħżun fuq il-pjanċi konduttivi, iktar tkun kbira l-enerġija potenzjali elettrika tal-kapaċitatur. Għalhekk, iktar ma tkun kbira l-enerġija potenzjali elettrika tal-kapaċitatur, iktar tkun kbira l-kapaċitanza tiegħu. Abbażi ta' din ir-reviżjoni, jista' jiġi konkluż li l-kapaċitanza tal-kapaċitatur (C) hija proporzjonali għall-erja tal-wiċċ tal-pjanċi konduttivi (A).
– Distanza bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi
Il-moviment tal-elettroni jieqaf wara li d-differenza fil-potenzjal bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi tkun ugwali għad-differenza fil-potenzjal bejn iż-żewġ poli tal-batterija. Kif tista' tiżdied iċ-ċarġ elettriku fuq iż-żewġ pjanċi kondutturi? Mod wieħed huwa li titnaqqas id-distanza bejn iż-żewġ kondutturi (tnaqqas d). Meta ż-żewġ kondutturi jinġiebu qrib xulxin, l-ammont ta' ċarġ elettriku jibqa' kostanti sabiex il-kamp elettriku prodott miċ-ċarġ elettriku jkollu valur kostanti. Abbażi tal-ekwazzjoni V = Ed, meta l-kamp elettriku (E) ikun kostanti, id-differenza fil-potenzjal elettriku (V) tonqos jekk id-distanza bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi titnaqqas (d).
Id-differenza potenzjali bejn iż-żewġ pjanċi konduttivi tonqos sakemm tkun inqas mid-differenza potenzjali bejn iż-żewġ terminali tal-batterija. Dan iwassal biex l-elettroni jerġgħu jiċċaqalqu sakemm iċ-ċarġ elettriku fuq kull pjanċa konduttiva jiżdied. Il-moviment tal-elettroni jieqaf ladarba d-differenza potenzjali bejn iż-żewġ pjanċi tkun ugwali għad-differenza potenzjali bejn iż-żewġ terminali tal-batterija.
Meta d-distanza bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi titnaqqas, iċ-ċarġ elettriku fuq kull pjanċa jiżdied sabiex l-enerġija potenzjali elettrika fil-kapaċitatur tiżdied ukoll. Jekk l-enerġija potenzjali elettrika fil-kapaċitatur tiżdied, il-kapaċitanza tal-kapaċitatur tiżdied ukoll. Jekk id-distanza titnaqqas, iċ-ċarġ jiżdied sabiex il-kapaċitanza tiżdied, jekk id-distanza tiżdied, iċ-ċarġ jonqos sabiex il-kapaċitanza tonqos. Jista' jiġi konkluż li l-kapaċitanza tal-kapaċitatur (C) hija inversament proporzjonali għad-distanza bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi (d).
Ekwazzjoni tal-kapaċitanza għal kapaċitatur b'pjanċi paralleli
Preċedentement, ġie spjegat l-affarijiet li jaffettwaw il-valur tal-kapaċitanza ta' kapaċitatur bi pjanċi paralleli. Il-valur tal-kapaċitanza jista' jkun magħruf b'mod ċar permezz ta' kalkoli bl-użu ta' ekwazzjonijiet. Fl-artiklu dwar id-determinazzjoni tal-kamp elettriku bl-użu tal-liġi ta' Gauss, ġiet diskussa l-formula għall-kalkolu tal-kamp elettriku ħdejn pjanċa konduttur iċċarġjata bl-elettriku li hija E = σ/ε₂o , fejn σ = Q/A sabiex l-ekwazzjoni tal-kamp elettriku tinbidel għal E = Q/A: ε₂o = Q/A x 1/ε₂o = Q/Aε₂o . L-ekwazzjoni tal-potenzjal elettriku hija V = Ed, fejn E = Q/ Aε₂o sabiex l-ekwazzjoni tinbidel għal V = Qd/Aε₂o . L-ekwazzjoni tal-kapaċitanza hija C = Q/V, fejn V = Qd/Aε₂o sabiex l-ekwazzjoni tal-kapaċitanza tinbidel għal C = Q: Qd/Aε₂o = Q x Aε₂o / Qd = Aε₂o / d.
Abbażi tal-ekwazzjoni tal-kapaċitanza C = Aεo / d jista' jiġi konkluż li l-kapaċitanza (C) hija proporzjonali għall-erja tal-wiċċ (A) u inversament proporzjonali għad-distanza (d) bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi.
Deskrizzjoni tal-formula: E = kamp elettriku, σ = densità taċ-ċarġ, ε₂o = permittività tal-ispazju vojt = 8,85 x 10⁻¹² F /m, Q = ċarġ elettriku, A = erja tal-wiċċ tal-pjanċa konduttur, V = differenza fil-potenzjal elettriku.
