Kahulugan ng parallel plate capacitor
Ang parallel plate capacitor ay isang capacitor na binubuo ng dalawang parallel conductor plates, kung saan ang bawat plate ay may pantay na cross-sectional area (A) at dalawang plate na pinaghihiwalay ng isang tiyak na distansya (d), gaya ng ipinapakita sa kaliwang pigura. 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 plato ay pantay. Upang ang karga ay hindi lumipat sa molekula ng hangin, ang kapasitor ay nakahiwalay sa kapaligiran, at sa pagitan ng dalawang plato, mayroong isang vacuum.
Ang pagkakaiba sa mga uri ng kargadong elektrikal sa parehong plato ng konduktor ay lumilikha ng electric field at electric potential difference sa pagitan ng dalawang plato. Ang positive charged plate ay may mas mataas na electric potential, habang ang negative charged plate ay may mas mababang electric potential. Gaya ng ipinaliwanag sa paksa ng electric potential, kung mayroong electric potential difference sa pagitan ng dalawang plato ng kapasitor, mayroong electric potential energy sa kapasitor. Ang electric potential energy na nakaimbak sa mga kapasitor ay may maraming gamit.
Mga salik na nakakaapekto sa kapasidad ng parallel plate capacitor
Ang kapasitor sa una ay hindi kargado ng kuryente o neutral sa kuryente. Upang makarga, ang pag-charge ng kapasitor ay ginagawa sa pamamagitan ng pagkonekta sa kapasitor sa isang pinagmumulan ng boltahe tulad ng baterya gamit ang isang kable. Ang isa sa mga conductor plate ay konektado sa positibong polo ng baterya, habang ang isa pang conductor plate ay konektado sa negatibong polo ng baterya.
Tandaan na ang magkaparehong karga ay nagtataboy sa isa't isa, habang ang magkaibang karga ay nag-aakit sa isa't isa. Ang mga electron ay may negatibong karga at madaling igalaw dahil nasa ibabaw sila ng atomo, samantalang ang mga proton ay may positibong karga at hindi maaaring igalaw dahil nasa atomic nucleus sila. Kung ang conductor plate ay may mas maraming proton kaysa sa mga electron, ang plate ay may positibong karga, sa kabaligtaran, kung ang bilang ng mga electron ay higit pa sa mga proton, ang plate ay may negatibong karga.
Matapos maikonekta ang kapasitor sa baterya, ang positibong polo ng baterya ay nagkakarga ng positibong karga. Kaya hinihila nito ang mga electron mula sa conductor plate, habang ang negatibong polo ng baterya ay nagkakarga ng negatibong karga kaya tinatanggihan nito ang mga electron papunta sa conductor plate. Ang electric displacement sa pagitan ng baterya at ng conductor plate ay nagiging sanhi ng pagkawala ng mga electron sa conductor plate upang maging positibo ang karga, at ang conductor plate ay tumatanggap ng mga electron upang maging negatibong karga. Ang paggalaw ng mga electron ay humihinto matapos ang electric potential difference sa pagitan ng dalawang conductor plate ay katumbas ng electric potential difference sa pagitan ng dalawang battery pole.
Ang tungkulin ng kapasitor ay upang mag-imbak ng karga ng kuryente at ng enerhiyang potensyal ng kuryente . Ang laki ng kakayahan ng kapasitor na mag-imbak ng karga ng kuryente at ng enerhiyang potensyal ng kuryente ay tinatawag na capacitance. Habang mas maraming kuryente ang naiimbak, mas malaki rin ang enerhiyang potensyal ng kuryente na naiimbak, at mas malaki rin ang kapasidad ng kapasitor. Anong mga salik ang nakakaimpluwensya sa kapasidad ng isang parallel plate capacitor?
Ang lawak ng ibabaw ng plato ng konduktor
Ang parallel plate capacitor ay nag-iimbak ng electric charge sa conductor plate. Kung maliit ang surface area ng plate, kaunting electric charge ang naiimbak, ngunit kung malaki ang surface area ng plate, malaking bahagi ng electric charge ang naiimbak. Kung mas maraming electric charge ang naiimbak sa conductor plate, mas malaki ang electric potential energy na taglay ng capacitor. Kaya, kung mas malaki ang electric potential energy ng capacitor, mas malaki rin ang capacitance ng capacitor. Batay sa pagsusuring ito, mahihinuha na ang capacitance ng capacitor (C) ay proporsyonal sa surface area ng conductor plate (A).
Ang distansya sa pagitan ng dalawang plato ng konduktor
Ang paglilipat ng mga electron ay humihinto kapag ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang plato ng konduktor ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang poste ng baterya. Paano mo mapataas ang karga ng kuryente sa parehong plato ng konduktor? Ang isang paraan ay ang pagbabawas ng distansya sa pagitan ng dalawang konduktor (pagbabawas ng d). Kapag ang dalawang konduktor ay inilapit, ang dami ng karga ng kuryente ay nananatili upang ang electric field na nalilikha ng karga ng kuryente ay hindi nagbabago. 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 plato ng konduktor ay bumababa (d).
Ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang plato ng konduktor ay nababawasan upang ito ay maging mas maliit kaysa sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang polo ng baterya. Ito ay nagiging sanhi ng muling pag-alis ng mga electron hanggang sa tumaas ang karga ng kuryente ng bawat plato ng konduktor. Ang paglipat ng mga electron ay humihinto pagkatapos na ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang plato ay maging katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang polo 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 ng capacitor ay tumataas din. Kung ang electric potential energy ng capacitor ay tumataas, ang capacitance ng capacitor ay tumataas din. Kung ang distansya ay nabawasan, ang charge ay tumataas kaya ang capacitance ay tumataas, kapag 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).
Ang ekwasyon ng kapasidad ng parallel plate capacitor
Dati, naipaliwanag na ang mga bagay na nakakaapekto sa kapasidad ng mga parallel plate capacitor. Ang halaga ng kapasidad ay maaaring malinaw na malaman sa pamamagitan ng mga kalkulasyon gamit ang equation. Sa isang paksa tungkol sa pagtukoy ng electric field gamit ang batas ni Gauss, ang pormula para sa pagkalkula ng electric field malapit sa electrically charged conductor plate ay E = σ / ε.o, kung saan σ = Q / A upang ang ekwasyon ng electric field ay magbago sa E = Q/A: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoAng ekwasyon ng potensyal na elektrikal ay V = E d, kung saan ang E = Q / A εo kaya ang ekwasyon ay magbabago sa V = Q d / A εoAng ekwasyon ng kapasidad ay C = Q/V, kung saan ang V = Q d / A εo upang ang ekwasyon ng kapasidad ay magbago sa C = Q: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / araw.
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.
E = electric field, σ = densidad ng karga, ε = permittivity ng vacuum = 8.85 x 10-12 F /m, Q = karga ng kuryente, A = lawak ng ibabaw ng conductor plate, V = pagkakaiba ng potensyal na kuryente.
