Definizzjoni tal-kapaċitatur tal-pjanċi paralleli
Il-kapaċitatur bi pjanċi paralleli huwa kapaċitatur li jikkonsisti f'żewġ pjanċi kondutturi paralleli, kull pjanċa b'erja trasversali ugwali (A) u żewġ pjanċi separati b'ċerta distanza (d), kif muri fil-figura tax-xellug. 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 hija ugwali. Sabiex iċ-ċarġ ma jiċċaqlaqx lejn il-molekula tal-arja, il-kapaċitatur huwa iżolat mill-ambjent, u bejn iż-żewġ pjanċi, hemm vakwu.
Id-differenza fit-tipi ta' ċċarġijiet elettriċi fiż-żewġ pjanċi kondutturi toħloq kamp elettriku u differenza fil-potenzjal elettriku bejn iż-żewġ pjanċi. Il-pjanċa ċċarġjata b'mod pożittiv għandha potenzjal elettriku ogħla, filwaqt li l-pjanċa ċċarġjata b'mod negattiv għandha potenzjal elettriku aktar baxx. Kif spjegat fis-suġġett tal-potenzjal elettriku, jekk ikun hemm differenza fil-potenzjal elettriku bejn iż-żewġ pjanċi tal-kapaċitatur, ikun hemm enerġija potenzjali elettrika fil-kapaċitatur. L-enerġija potenzjali elettrika maħżuna fil-kapaċitaturi għandha ħafna użi.
Fatturi li jaffettwaw il-kapaċitanza tal-kapaċitatur tal-pjanċi paralleli
Il-kapaċitatur għall-ewwel ma jkunx iċċarġjat elettrikament jew elettrikament newtrali. Biex jiġi ċċarġjat, l-iċċarġjar tal-kapaċitatur isir billi jiġi konness ma' sors ta' vultaġġ bħal batterija permezz ta' kejbil. Waħda mill-pjanċi kondutturi hija konnessa mal-pol pożittiv tal-batterija, filwaqt li l-pjanċa kondutturi l-oħra hija konnessa mal-pol negattiv tal-batterija.
Ftakar li kariġi simili jirripellaw lil xulxin, filwaqt li kariġi differenti jattiraw lil xulxin. L-elettroni huma ċċarġjati b'mod negattiv u faċli biex jiċċaqalqu għax jinsabu fuq il-wiċċ tal-atomu, filwaqt li l-protoni huma ċċarġjati b'mod pożittiv u ma jistgħux jiċċaqalqu għax jinsabu fin-nukleu atomiku. Jekk il-pjanċa konduttiva għandha aktar protoni milli elettroni, il-pjanċa hija ċċarġjata b'mod pożittiv, għall-kuntrarju, jekk in-numru ta' elettroni huwa aktar mill-protoni, il-pjanċa hija ċċarġjata b'mod negattiv.
Wara li l-kapaċitatur ikun imqabbad mal-batterija, il-pol pożittiv tal-batterija jiġi ċċarġjat b'mod pożittiv. B'hekk jiġbed l-elettroni mill-pjanċa konduttur, filwaqt li l-pol negattiv tal-batterija jiġi ċċarġjat b'mod negattiv sabiex jirrifjuta l-elettroni lejn il-pjanċa konduttur. L-ispostament elettriku bejn il-batterija u l-pjanċa konduttur jikkawża li l-pjanċa konduttur titlef l-elettroni biex tiġi ċċarġjata b'mod pożittiv, u l-pjanċa konduttur tirċievi l-elettroni biex tiġi ċċarġjata b'mod negattiv. Il-moviment tal-elettroni jieqaf wara li d-differenza fil-potenzjal elettriku bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi tkun ugwali għad-differenza fil-potenzjal elettriku bejn iż-żewġ poli tal-batterija.
Il-funzjoni tal-kapaċitatur hija li jaħżen iċ- ċarġ elettriku u l-enerġija potenzjali elettrika . Id-daqs tal-kapaċità tal-kapaċitatur li jaħżen iċ-ċarġ elettriku u l-enerġija potenzjali elettrika jissejjaħ kapaċitanza. Iktar ma jkun hemm elettriku maħżun, akbar tkun l-enerġija potenzjali elettrika maħżuna, u akbar tkun il-kapaċitanza tal-kapaċitatur. Liema fatturi jinfluwenzaw il-kapaċitanza ta' kapaċitatur b'pjanċi paralleli?
L-erja tal-wiċċ tal-pjanċa tal-konduttur
Il-kapaċitatur bi pjanċi paralleli jaħżen iċ-ċarġ elettriku fuq il-pjanċa konduttur. Jekk l-erja tal-wiċċ tal-pjanċa hija żgħira allura ftit ċarġ elettriku jinħażen, inkella jekk l-erja tal-wiċċ tal-pjanċa hija kbira allura ħafna miċ-ċarġ elettriku jinħażen. Iktar ma jkun hemm ċarġijiet elettriċi maħżuna fuq il-pjanċa konduttur, akbar tkun l-enerġija potenzjali elettrika li jkollu l-kapaċitatur. Għalhekk, akbar tkun l-enerġija potenzjali elettrika tal-kapaċitatur, akbar tkun il-kapaċitanza tal-kapaċitatur. Abbażi ta' din ir-reviżjoni, jista' jiġi konkluż li l-kapaċitanza tal-kapaċitatur (C) hija proporzjonali għall-erja tal-wiċċ tal-pjanċa konduttur (A).
Id-distanza bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi
It-trasferiment 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 iżżid iċ-ċarġ elettriku fuq iż-żewġ pjanċi kondutturi? Mod wieħed huwa li tnaqqas id-distanza bejn iż-żewġ kondutturi (timminimizza d). Meta ż-żewġ kondutturi jinġiebu eqreb, l-ammont ta' ċarġ elettriku jibqa' sabiex il-kamp elettriku prodott miċ-ċarġ elettriku jkun fiss. 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 tonqos (d).
Id-differenza potenzjali bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi titnaqqas sabiex tkun iżgħar mid-differenza potenzjali bejn iż-żewġ poli tal-batterija. Dan jikkawża l-ispostament tal-elettroni mill-ġdid sakemm iċ-ċarġ elettriku ta' kull pjanċa konduttur jiżdied. It-trasferiment tal-elettroni jieqaf wara li d-differenza potenzjali bejn iż-żewġ pjanċi tkun ugwali għad-differenza potenzjali bejn iż-żewġ poli tal-batterija.
Meta d-distanza bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi titnaqqas, iċ-ċarġ elettriku fuq kull pjanċa jiżdied sabiex l-enerġija potenzjali elettrika tal-kapaċitatur tiżdied ukoll. Jekk l-enerġija potenzjali elettrika tal-kapaċitatur tiżdied, il-kapaċitanza tal-kapaċitatur tiżdied ukoll. Jekk id-distanza titnaqqas, iċ-ċarġ jiżdied sabiex il-kapaċitanza tiżdied, meta d-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).
L-ekwazzjoni tal-kapaċitanza tal-kapaċitatur tal-pjanċi paralleli
Preċedentement, ġew spjegati affarijiet li jaffettwaw il-kapaċitanza ta' capacitors bi pjanċi paralleli. Il-valur tal-kapaċitanza jista' jkun magħruf b'mod ċar permezz ta' kalkoli bl-użu tal-ekwazzjoni. F'suġġett dwar id-determinazzjoni tal-kamp elettriku bl-użu tal-liġi ta' Gauss, il-formula għall-kalkolu tal-kamp elettriku ħdejn il-pjanċa konduttur iċċarġjata bl-elettriku hija E = σ / εo, fejn σ = Q / A sabiex l-ekwazzjoni tal-kamp elettriku tinbidel għal E = Q/A: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoL-ekwazzjoni tal-potenzjal elettriku hija V = E d, fejn E = Q / A εo sabiex l-ekwazzjoni tinbidel għal V = Q d / A εoL-ekwazzjoni tal-kapaċitanza hija C = Q/V, fejn V = Q d / A εo sabiex l-ekwazzjoni tal-kapaċitanza tinbidel għal C = Q: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / d.
Abbażi tal-ekwazzjoni tal-kapaċitanza C = A ε o / 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.
E = kamp elettriku, σ = densità taċ-ċarġ, ε₂o = permittività tal-vakwu = 8.85 x 10⁻¹² F /m, Q = ċarġ elettriku, A = erja tal-wiċċ tal-pjanċa konduttur, V = differenza fil-potenzjal elettriku.
