Përkufizimi i kondensatorit të pllakës paralele
Kondensatori me pllakë paralele është një kondensator që përbëhet nga dy pllaka përçuese paralele, secila pllakë ka një sipërfaqe të barabartë prerjeje tërthore (A) dhe dy pllaka të ndara nga një distancë e caktuar (d), siç tregohet në figurën majtas. Njëra nga pllakat përçuese është e ngarkuar pozitivisht (+Q) ndërsa pllaka tjetër përçuese është e ngarkuar negativisht (-Q), ku sasia e ngarkesa elektrike në secilën pllakë është e barabartë. Në mënyrë që ngarkesa të mos lëvizë drejt molekulës së ajrit, kondensatori është i izoluar nga mjedisi dhe midis dy pllakave ekziston një vakum.
Dallimi në llojet e ngarkesave elektrike në të dy pllakat përçuese krijon një fushë elektrike dhe një ndryshim potenciali elektrik midis dy pllakave. Pllaka e ngarkuar pozitivisht ka një potencial elektrik më të lartë, ndërsa pllaka e ngarkuar negativisht ka një potencial elektrik më të ulët. Siç shpjegohet në temën e potencialit elektrik, nëse ka një ndryshim potenciali elektrik midis dy pllakave të kondensatorit, ekziston një energji potenciali elektrik në kondensator. Energjia potenciale elektrike e ruajtur në kondensatorë ka shumë përdorime.
Faktorët që ndikojnë në kapacitetin e kondensatorit të pllakës paralele
Kondensatori në fillim nuk është i ngarkuar elektrikisht ose elektrikisht neutral. Për t'u ngarkuar, karikimi i kondensatorit bëhet duke e lidhur kondensatorin me një burim tensioni siç është një bateri duke përdorur një kabllo. Njëra nga pllakat përçuese është e lidhur me polin pozitiv të baterisë, ndërsa pllaka tjetër përçuese është e lidhur me polin negativ të baterisë.
Mbani mend se ngarkesat e ngjashme shtyjnë njëra-tjetrën, ndërsa ngarkesat e ndryshme tërheqin njëra-tjetrën. Elektronet janë të ngarkuara negativisht dhe lëvizin lehtë sepse ndodhen në sipërfaqen e atomit, ndërsa protonet janë të ngarkuara pozitivisht dhe nuk mund të lëvizin sepse ndodhen në bërthamën atomike. Nëse pllaka përçuese ka më shumë protone sesa elektrone, pllaka është e ngarkuar pozitivisht, përkundrazi, nëse numri i elektroneve është më i madh se numri i protoneve, pllaka është e ngarkuar negativisht.
Pasi kondensatori lidhet me baterinë, poli pozitiv i baterisë ngarkohet pozitivisht. Në mënyrë që të tërheqë elektronet nga pllaka përçuese, ndërsa poli negativ i baterisë ngarkohet negativisht në mënyrë që të refuzojë elektronet në pllakën përçuese. Zhvendosja elektrike midis baterisë dhe pllakës përçuese bën që pllaka përçuese të humbasë elektrone që janë të ngarkuara pozitivisht, dhe pllaka përçuese merr elektrone që janë të ngarkuara negativisht. Lëvizja e elektroneve ndalet pasi diferenca e potencialit elektrik midis dy pllakave përçuese është e barabartë me diferencën e potencialit elektrik midis dy poleve të baterisë.
Funksioni i kondensatorit është të ruajë ngarkesën elektrike dhe energjinë potenciale elektrike . Madhësia e aftësisë së kondensatorit për të ruajtur ngarkesën elektrike dhe energjinë potenciale elektrike quhet kapacitet. Sa më shumë energji elektrike të ruhet, aq më e madhe është edhe energjia potenciale elektrike e ruajtur, aq më i madh është kapaciteti i kondensatorit. Cilët faktorë ndikojnë në kapacitetin e një kondensatori me pllakë paralele?
Sipërfaqja e pllakës së përçuesit
Kondensatori me pllakë paralele ruan ngarkesën elektrike në pllakën e përçuesit. Nëse sipërfaqja e pllakës është e vogël, atëherë ruhet pak ngarkesë elektrike, përndryshe, nëse sipërfaqja e pllakës është e madhe, atëherë ruhet shumë ngarkesë elektrike. Sa më shumë ngarkesa elektrike të ruhen në pllakën e përçuesit, aq më e madhe është energjia potenciale elektrike që zotëron kondensatori. Pra, sa më e madhe të jetë energjia potenciale elektrike e kondensatorit, aq më i madh është kapaciteti i kondensatorit. Bazuar në këtë shqyrtim, mund të konkludohet se kapaciteti i kondensatorit (C) është proporcional me sipërfaqen e pllakës së përçuesit (A).
Distanca midis dy pllakave të përçuesit
Transferimi i elektroneve ndalet pasi diferenca e potencialit midis dy pllakave të përçuesve është e barabartë me diferencën e potencialit midis dy poleve të baterisë. Si e rrisni ngarkesën elektrike në të dy pllakat e përçuesve? Një mënyrë është të zvogëloni distancën midis dy përçuesve (duke minimizuar d). Kur dy përçuesit afrohen, sasia e ngarkesës elektrike mbetet në mënyrë që fusha elektrike e prodhuar nga ngarkesa elektrike të jetë fikse. Bazuar në ekuacionin V = E d, kur fusha elektrike (E) është konstante, diferenca e potencialit elektrik (V) zvogëlohet nëse distanca midis dy pllakave të përçuesve zvogëlohet (d).
Diferenca e potencialit midis dy pllakave përçuese zvogëlohet në mënyrë që të jetë më e vogël se diferenca e potencialit midis dy poleve të baterisë. Kjo shkakton zhvendosjen e elektroneve përsëri derisa ngarkesa elektrike e secilës pllakë përçuese të rritet. Transferimi i elektroneve ndalet pasi diferenca e potencialit midis dy pllakave të jetë e barabartë me diferencën e potencialit midis dy poleve të baterisë.
Kur distanca midis dy pllakave përçuese zvogëlohet, ngarkesa elektrike në secilën pllakë rritet në mënyrë që të rritet edhe energjia potenciale elektrike e kondensatorit. Nëse energjia potenciale elektrike e kondensatorit rritet, rritet edhe kapaciteti i kondensatorit. Nëse distanca zvogëlohet, ngarkesa rritet në mënyrë që të rritet kapaciteti, kur distanca rritet, ngarkesa zvogëlohet në mënyrë që të zvogëlohet kapaciteti. Mund të konkludohet se kapaciteti i kondensatorit (C) është në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën midis dy pllakave përçuese (d).
Ekuacioni i kapacitetit të kondensatorit të pllakës paralele
Më parë, janë shpjeguar gjërat që ndikojnë në kapacitetin e kondensatorëve me pllaka paralele. Vlera e kapacitetit mund të njihet qartë përmes llogaritjeve duke përdorur ekuacionin. Në një temë rreth përcaktimit të fushës elektrike duke përdorur ligjin e Gausit, formula për llogaritjen e fushës elektrike pranë pllakës përcjellëse të ngarkuar elektrikisht është E = σ / εo, ku σ = Q / A në mënyrë që ekuacioni i fushës elektrike të ndryshojë në E = Q/A: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoEkuacioni i potencialit elektrik është V = E d, ku E = Q / A εo në mënyrë që ekuacioni të ndryshojë në V = Q d / A εoEkuacioni i kapacitetit është C = Q/V, ku V = Q d / A εo në mënyrë që ekuacioni i kapacitetit të ndryshojë në C = Q: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / d.
Bazuar në ekuacionin e kapacitetit C = A ε o / d mund të konkludohet se kapaciteti (C) është proporcional me sipërfaqen (A) dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën (d) midis dy pllakave përçuese.
E = fushë elektrike, σ = dendësia e ngarkesës, ε o = permitiviteti i vakumit = 8.85 x 10 -12 F/m, Q = ngarkesë elektrike, A = sipërfaqja e pllakës së përçuesit, V = diferenca e potencialit elektrik.
