Kuelewa uwezo
Glasi ndogo inaweza kubeba kiasi kidogo cha maji ya kunywa, huku glasi kubwa ikiweza kubeba zaidi. Kadiri glasi inavyokuwa kubwa, ndivyo inavyoweza kubeba maji mengi zaidi. Kwa hivyo kila glasi ina uwezo, au kipimo cha uwezo wake wa kushikilia maji. Kama glasi, capacitors pia zina uwezo wa kuhifadhi chaji ya umeme na nishati ya umeme. Uwezo wa capacitor, au kipimo cha uwezo wa capacitor kuhifadhi chaji ya umeme na nishati ya umeme, huitwa. uwezo.
Mambo yanayoathiri uwezo
Ukubwa wa uwezo wa kioo kushikilia maji huamuliwa na ujazo wake. Vipi kuhusu vipokezi? Ni nini huamua ukubwa wa uwezo wa kipokezi kuhifadhi chaji ya umeme?
Mchoro ulio hapa chini unaonyesha kipaza sauti rahisi chenye sahani mbili za kuendeshea umeme zilizotenganishwa na umbali fulani. Kabla ya kuunganishwa na chanzo cha volteji, kama vile betri, sahani zote mbili hazijachajiwa. Kisha, sahani moja huunganishwa kwenye ncha chanya ya betri na nyingine kwenye ncha hasi kwa kutumia waya.
Baada ya kuunganishwa na kituo chanya cha betri, chaji chanya katika betri huvutia elektroni zilizochajiwa vibaya kwenye bamba, na kuzisababisha kuhamia kwenye kituo chanya cha betri. Hii husababisha bamba kuwa na upungufu wa elektroni (chaji hasi) na protoni nyingi (chaji chanya), na kusababisha chaji chanya.
Vile vile, baada ya kuunganisha bamba kwenye ncha hasi ya betri, chaji chanya kwenye bamba huvutia elektroni zenye chaji hasi kwenye ncha hasi ya betri, na kusababisha elektroni kuhamia kwenye bamba. Hii husababisha bamba kuwa na elektroni nyingi zaidi, na kuifanya iwe na chaji hasi.
Mchakato wa uhamishaji wa elektroni kati ya sahani na betri husimama baada ya tofauti inayowezekana kati ya sahani hizo mbili ni sawa na tofauti inayowezekana kati ya nguzo mbili za betri.
Chaji ya umeme kwenye bamba zote mbili za kondakta inawezaje kuongezeka? Kwa maneno mengine, ni nini kifanyike ili kusababisha uhamishaji wa elektroni tena? Uhamishaji wa elektroni hutokea tu wakati tofauti ya uwezo wa umeme kati ya nguzo mbili za betri ni kubwa kuliko tofauti ya uwezo wa umeme kati ya bamba mbili za kondakta. Ili uhamishaji wa elektroni utokee tena ili chaji ya umeme kwenye kila bamba la kondakta iongezeke, betri inayotumika hubadilishwa na betri nyingine au chanzo kingine cha volteji ambacho kina tofauti kubwa ya uwezo wa umeme. Uhamishaji wa elektroni husimama wakati tofauti ya uwezo wa chanzo cha volteji ni sawa na tofauti ya uwezo wa capacitor, kwa hivyo ikiwa tofauti ya uwezo wa chanzo cha volteji ni kubwa zaidi, tofauti ya uwezo wa capacitor pia ni kubwa zaidi.
Kulingana na mapitio hapo juu, inaweza kuhitimishwa kwamba kadiri chaji ya umeme inavyohifadhiwa kwenye kila bamba la kondakta, ndivyo tofauti ya uwezo wa umeme kati ya bamba mbili za kondakta inavyokuwa kubwa. Kwa hivyo, chaji ya umeme (Q) inalingana na tofauti ya uwezo wa umeme (V). Uhusiano kati ya chaji ya umeme na tofauti ya uwezo wa umeme unaonyeshwa katika uwiano ufuatao:
Q α V
Uwiano ulio hapo juu hubadilishwa kuwa mlinganyo kwa kuongeza kigezo cha uwiano C:
Q = CV au C = Q / V
Maelezo: Q = chaji ya umeme (Coulomb), V = tofauti ya uwezo wa umeme au volteji ya umeme (Volt), C = uwiano thabiti, ambao huitwa uwezo wa capacitor.
Thamani ya uwezo haitegemei chaji ya umeme na volteji bali inategemea umbo na ukubwa wa bamba la kondakta. Uthibitisho wa hisabati kwamba uwezo hutegemea umbo na ukubwa wa bamba la kondakta umeelezewa katika makala kuhusu aina za capacitors kulingana na umbo la bamba la kondakta, yaani kipaza sauti cha sahani sambamba, kipaza sauti cha silinda kutoka kapa ya duaraKatika makala haya, inadhaniwa kuwa kati ya vipande viwili vya kondakta kuna utupu.
Uwezo wa capacitor pia hutegemea sifa za nyenzo kati ya sahani mbili za upitishaji. Nyenzo kati ya sahani mbili za upitishaji inaitwa dielektriUwezo wa capacitor yenye dielectric unapitiwa kwa kina katika makala kuhusu kigezo cha dielektri.
Kitengo cha uwezo
Kitengo cha chaji ya umeme ni Coulomb na kitengo cha tofauti ya uwezo wa umeme ni Volt, kwa hivyo kulingana na mlinganyo wa uwezo hapo juu, kitengo cha uwezo ni Coulomb kwa Volt (C/V), pia huitwa Farad (F) ambalo linatokana na jina la mwanasayansi wa Uingereza Michael Faraday (1791-1867). Kwa hivyo 1 Farad = 1 Coulomb/Volt.
Kwa mfano, capacitor ina thamani ya Farads 2, ikimaanisha kuwa capacitor huhifadhi chaji ya umeme ya +2 Coulombs kwenye moja ya bamba za kondakta na -2 Coulombs kwenye bamba lingine la kondakta, ambapo bamba mbili za kondakta zina tofauti inayowezekana ya Volti 1. Ikiwa betri ya Volti 12 imeunganishwa kwenye capacitor, moja ya bamba za kondakta itakuwa na chaji ya umeme ya Q = CV = (2)(Volti 12) = +24 Coulombs huku bamba lingine la kondakta likiwa na chaji ya -24 Coulombs.
Ikumbukwe kwamba Farad ni kitengo kikubwa sana cha uwezo, kwa hivyo kwa kawaida kitengo kidogo hutumiwa, yaani microFarad, iliyofupishwa kama μF (10).-6 Farad) kwa picoFarad iliyofupishwa pF (10-12 Farad). Hesabu za hisabati kuonyesha kwamba Farad ni kitengo kikubwa sana zinajadiliwa katika mfano wa maswali ya capacitor ya sahani sambamba.
