Фаҳмидани иқтидор
Як шишаи хурд метавонад миқдори ками обро нигоҳ дорад, дар ҳоле ки як шишаи калон метавонад миқдори бештарро нигоҳ дорад. Ҳар қадар шиша калонтар бошад, ҳамон қадар об бештар нигоҳ дошта метавонад. Пас, ҳар як шиша иқтидор ё ченаки иқтидори нигоҳдории об дорад. Мисли шиша, конденсаторҳо низ қобилияти нигоҳ доштани заряди электрикӣ ва энергияи потенсиали электрикиро доранд. Иқтидори конденсатор ё ченаки қобилияти он барои нигоҳ доштани заряди электрикӣ ва энергияи потенсиали электрикӣ иқтидор номида мешавад.
Омилҳое, ки ба иқтидор таъсир мерасонанд
Андозаи иқтидори шиша барои нигоҳ доштани об аз рӯи ҳаҷми он муайян карда мешавад. Дар бораи конденсаторҳо чӣ гуфтан мумкин аст? Андозаи иқтидори конденсатор барои нигоҳ доштани заряди барқро чӣ муайян мекунад?
Дар расми зер конденсатори оддие нишон дода шудааст, ки аз ду пластинаи ноқилӣ иборат аст, ки бо масофаи муайян ҷудо шудаанд. Пеш аз пайваст шудан ба манбаи шиддат, ба монанди батарея, ҳарду пластина бе заряднок карда мешаванд. Сипас, як пластина ба терминали мусбати батарея ва дигаре ба терминали манфӣ бо истифода аз симҳо пайваст карда мешавад.
Пас аз пайваст шудан ба терминали мусбати батарея, заряди мусбати батарея электронҳои заряди манфии пластинаро ҷалб мекунад ва боиси ҳаракати онҳо ба терминали мусбати батарея мегардад. Ин боиси норасоии электронҳо (заряди манфӣ) ва аз ҳад зиёд будани протонҳо (заряди мусбат) дар пластина мегардад, ки дар натиҷа заряди мусбат ба вуҷуд меояд.
Ба ҳамин монанд, пас аз пайваст кардани пластина ба терминали манфии батарея, заряди мусбати пластина электронҳои заряди манфии терминали манфии батареяро ҷалб мекунад ва боиси ҳаракати электронҳо ба пластина мегардад. Ин боиси зиёд шудани электронҳо дар пластина мегардад, ки онро заряди манфӣ мегардонад.
Раванди интиқоли электрон байни пластинаҳо ва батарея пас аз он ки фарқи потенсиалҳои байни ду пластина ба фарқи потенсиалҳои байни ду қутби батарея баробар шавад, қатъ мешавад.
Чӣ тавр заряди электрикӣ дар ҳарду лавҳаи ноқил метавонад афзоиш ёбад? Ба ибораи дигар, барои дубора ба вуҷуд овардани интиқоли электрон чӣ кор кардан лозим аст? Интиқоли электрон танҳо вақте рух медиҳад, ки фарқи потенсиали электрикӣ байни ду қутби батарея аз фарқи потенсиали электрикӣ байни ду лавҳаи ноқил зиёдтар бошад. Барои он ки интиқоли электрон дубора рух диҳад, то заряди электрикӣ дар ҳар як лавҳаи ноқил афзоиш ёбад, батареяи истифодашуда бо батареяи дигар ё манбаи дигари шиддат, ки фарқи потенсиали электрикӣ дорад, иваз карда мешавад. Интиқоли электрон вақте қатъ мешавад, ки фарқи потенсиали манбаи шиддат ба фарқи потенсиали конденсатор баробар бошад, аз ин рӯ, агар фарқи потенсиали манбаи шиддат зиёдтар бошад, фарқи потенсиали конденсатор низ зиёдтар аст.
Бар асоси баррасии дар боло зикршуда, метавон хулоса кард, ки ҳар қадар заряди электрикӣ дар ҳар як лавҳаи ноқил зиёд бошад, ҳамон қадар фарқи потенсиали электрикӣ байни ду лавҳаи ноқил зиёд мешавад. Аз ин рӯ, заряди электрикӣ (Q) ба фарқи потенсиали электрикӣ (V) мутаносиб аст. Робитаи байни заряди электрикӣ ва фарқи потенсиали электрикӣ бо мутаносибии зерин ифода карда мешавад:
Q α V
Мутаносибияти дар боло зикршуда бо илова кардани доимии мутаносибият C ба муодила табдил дода мешавад:
Q = CV ё C = Q / V
Тавсиф: Q = заряди барқӣ (Кулон), V = фарқи потенсиали барқӣ ё шиддати барқӣ (Волт), C = доимии мутаносибӣ, ки иқтидори конденсатор номида мешавад.
Арзиши иқтидор на аз заряди барқӣ ва шиддат, балки аз шакл ва андозаи плитаҳои ноқил вобаста аст. Дар мақола дар бораи намудҳои конденсаторҳо, ки ба шакли плитаҳои ноқил асос ёфтаанд, яъне конденсаторҳои плитаи параллелӣ , конденсаторҳои силиндрӣ ва конденсаторҳои курашакл , исботи математикӣ мавҷуд аст. Дар мақола тахмин меравад, ки байни ду плитаи ноқил вакуум вуҷуд дорад.
Иқтидори конденсатор инчунин аз хосиятҳои мавод байни ду лавҳаи ноқил вобаста аст. Маводи байни ду лавҳаи ноқил диэлектрик номида мешавад . Иқтидори конденсатор бо диэлектрик дар мақола дар бораи доимии диэлектрик муфассал баррасӣ шудааст.
Воҳиди иқтидор
Воҳиди заряди барқӣ Кулон ва воҳиди фарқи потенсиалҳои барқӣ Вольт мебошанд, аз ин рӯ, бар асоси муодилаи иқтидори дар боло овардашуда, воҳиди иқтидор Кулон ба як Вольт (C/V) мебошад, ки онро Фарад (F) низ меноманд, ки аз номи олими бритониёӣ Майкл Фарадей (1791-1867) гирифта шудааст. Пас, 1 Фарад = 1 Кулон/Вольт.
Масалан, конденсатор арзиши 2 Фарад дорад, яъне конденсатор заряди электрикии +2 Кулонро дар яке аз лавҳаҳои ноқил ва -2 Кулонро дар лавҳаи дигари ноқил нигоҳ медорад, ки дар он ду лавҳаи ноқил фарқи потенсиали 1 Вольт доранд. Агар батареяи 12 Вольт ба конденсатор пайваст карда шавад, яке аз лавҳаҳои ноқил заряди электрикии Q = CV = (2)(12 Вольт) = +24 Кулонро хоҳад дошт, дар ҳоле ки лавҳаи дигари ноқил заряди -24 Кулонро хоҳад дошт.
Бояд қайд кард, ки Фарад як воҳиди хеле калони иқтидор аст, аз ин рӯ одатан воҳидҳои хурдтар истифода мешаванд, яъне microFarad (ихтисораи μF (10-6 Farad ) ба picoFarad (ихтисораи pF (10-12 Farad ). Ҳисобҳои математикӣ барои нишон додани он, ки Фарад як воҳиди хеле калон аст, дар мисоли конденсатори параллелӣ баррасӣ шудаанд.
