Kahulugan ng parallel plate capacitor
Ang isang parallel plate capacitor ay isang capacitor na binubuo ng dalawang parallel plate o conductor plate, kung saan ang bawat plate ay may parehong cross-sectional area (A) at ang dalawang plate ay pinaghihiwalay ng isang tiyak na distansya (d), tulad ng nasa larawan sa kaliwa. Sa artikulong ito, ipagpalagay na ang dalawang conductor plate ay pinaghihiwalay ng isang vacuum. Sa larawan, ang isa sa mga conductor plate ay may positibong karga (+Q) habang ang isa pang conductor plate ay may negatibong karga (-Q), kung saan ang dami ng electric charge sa bawat plate ay pareho.
Ang pagkakaiba sa karga ng kuryente sa pagitan ng dalawang conducting plate ay lumilikha ng electric field at potential difference sa pagitan ng mga ito. Ang positive charged plate ay may mas mataas na potential, habang ang negative charged plate ay may mas mababang potential. Gaya ng ipinaliwanag sa artikulo tungkol sa electric potential , kung mayroong potential difference sa pagitan ng dalawang capacitor plate, mayroong electrical potential energy sa capacitor. Ang electrical potential energy na nakaimbak sa isang capacitor ay may maraming gamit.
Mga salik na nakakaapekto sa kapasidad ng isang parallel plate capacitor
Ang mga kapasitor ay walang karga sa simula, o neutral sa kuryente. Upang ma-charge ang mga ito, sinisingil ang mga ito sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga ito sa isang pinagmumulan ng boltahe, tulad ng baterya, gamit ang mga kable. Ang isang conductor plate ay nakakonekta sa positibong terminal ng baterya, habang ang isa pang conductor plate ay nakakonekta sa negatibong terminal.
Tandaan na ang magkakaparehong karga ay nagtataboy, habang ang magkaibang karga ay nag-aakit. Ang mga electron ay may negatibong karga at madaling gumalaw dahil matatagpuan ang mga ito sa ibabaw ng atomo, samantalang ang mga proton ay may positibong karga at hindi maaaring gumalaw dahil matatagpuan ang mga ito sa nucleus. Kung ang bilang ng mga proton sa isang conducting plate ay lumampas sa bilang ng mga electron, ang plate ay may positibong karga. Sa kabaligtaran, kung ang bilang ng mga electron ay lumampas sa bilang ng mga proton, ang plate ay may negatibong karga.
Matapos maikonekta ang kapasitor sa baterya, ang positibong polo ng baterya ay may positibong karga, na umaakit ng mga electron mula sa conductor plate, habang ang negatibong polo ng baterya ay may negatibong karga, na nagtataboy ng mga electron papunta sa conductor plate. Ang paglipat ng mga electron sa pagitan ng baterya at ng conductor plate ay nagiging sanhi ng positibong karga sa conductor plate na nawawalan ng mga electron at sa conductor plate na tumatanggap ng mga electron. Ang paglipat ng mga electron ay humihinto kapag ang electrical potential difference sa pagitan ng dalawang conductor plate ay katumbas ng electrical potential difference sa pagitan ng dalawang terminal ng baterya.
Ang mga kapasitor ay nag-iimbak ng kargadong elektrikal at potensyal na enerhiya . Ang sukatan ng kakayahan ng isang kapasitor na mag-imbak ng kargadong elektrikal at potensyal na enerhiya ay tinatawag na capacitance. Kung mas malaki ang nakaimbak na kargadong elektrikal, mas malaki ang potensyal na enerhiya, at mas malaki ang capacitance. Anong mga salik ang nakakaapekto sa capacitance ng isang parallel-plate capacitor?
– Lugar ng ibabaw ng plato ng konduktor
Ang mga parallel plate capacitor ay nag-iimbak ng electrical charge sa kanilang mga conducting plate. Ang maliit na plate surface area ay nangangahulugan ng kaunting charge na nakaimbak; ang malaking plate surface area ay nangangahulugan ng malaking charge na nakaimbak. Kung mas maraming charge ang nakaimbak sa mga conducting plate, mas malaki ang electrical potential energy ng capacitor. Samakatuwid, kung mas malaki ang electrical potential energy ng capacitor, mas malaki ang capacitance nito. Batay sa pagsusuring ito, maaaring mahinuha na ang capacitance ng capacitor (C) ay proporsyonal sa surface area ng mga conducting plate (A).
– Distansya sa pagitan ng dalawang plato ng konduktor
Ang paggalaw ng mga electron ay humihinto kapag ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang conductor plate ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang pole ng baterya. Paano tataas ang karga ng kuryente sa dalawang conductor plate? Ang isang paraan ay ang pagbabawas ng distansya sa pagitan ng dalawang conductor (bawas ang d). Kapag ang dalawang conductor ay pinaglapit, ang dami ng karga ng kuryente ay nananatiling pare-pareho upang ang electric field na nalilikha ng karga ng kuryente ay may pare-parehong halaga. Batay sa equation na V = E d, kapag ang electric field (E) ay pare-pareho, ang electric potential difference (V) ay bumababa kung ang distansya sa pagitan ng dalawang conductor plate ay nabawasan (d).
Ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang conducting plate ay bumababa hanggang sa ito ay mas mababa kaysa sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang terminal ng baterya. Ito ay nagiging sanhi ng paggalaw muli ng mga electron hanggang sa tumaas ang karga ng kuryente sa bawat conducting plate. Humihinto ang paggalaw ng electron kapag ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang plate ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang terminal ng baterya.
Kapag ang distansya sa pagitan ng dalawang conductor plate ay nabawasan, ang electric charge sa bawat plate ay tumataas kaya ang electric potential energy sa capacitor ay tumataas din. Kung ang electric potential energy sa capacitor ay tumataas, ang capacitance ng capacitor ay tumataas din. Kung ang distansya ay nabawasan, ang charge ay tumataas kaya ang capacitance ay tumataas, kung ang distansya ay tumataas, ang charge ay bumababa kaya ang capacitance ay bumababa. Maaaring mahinuha na ang capacitance ng capacitor (C) ay inversely proportional sa distansya sa pagitan ng dalawang conductor plate (d).
Ekwasyon ng kapasidad para sa isang parallel plate capacitor
Dati nang naipaliwanag ang mga bagay na nakakaapekto sa halaga ng capacitance ng isang parallel plate capacitor. Ang halaga ng capacitance ay malinaw na malalaman sa pamamagitan ng mga kalkulasyon gamit ang mga equation. Sa artikulo tungkol sa pagtukoy ng electric field gamit ang batas ni Gauss, napag-usapan na ang pormula para sa pagkalkula ng electric field malapit sa isang electrically charged conductor plate ay E = σ/ε o , kung saan ang σ = Q/A upang ang equation ng electric field ay magbago sa E = Q/A: ε o = Q/A x 1/ε o = Q/Aε o . Ang equation ng electric potential ay V = E d, kung saan ang E = Q/Aε o upang ang equation ay magbago sa V = Qd/Aε o . Ang equation ng capacitance ay C = Q/V, kung saan ang V = Qd/Aε o upang ang equation ng capacitance ay magbago sa C = Q: Qd/Aε o = Q x Aε o /Qd = Aε o /d.
Batay sa ekwasyon ng kapasidad na C = A ε o / d, mahihinuha na ang kapasidad (C) ay proporsyonal sa lawak ng ibabaw (A) at kabaligtaran na proporsyonal sa distansya (d) sa pagitan ng dalawang plato ng konduktor.
Paglalarawan ng pormula: E = electric field, σ = densidad ng karga, ε = permittivity ng bakanteng espasyo = 8,85 x 10 -12 F/m, Q = karga ng kuryente, A = surface area ng conductor plate, V = electric potential difference.
