קאַפּאַסיטאָר קאַפּאַציטעט

פֿאַרשטיין קאַפּאַסיטאַנס

א קליין גלאז קען האלטן א קליינע מאס וואסער, בשעת א גרויס גלאז קען האלטן מער. ווי גרעסער דאס גלאז, אלץ מער וואסער קען עס האלטן. אזוי, יעדעס גלאז האט א קאפאציטעט, אדער א מאס פון זיין וואסער האלטן קאפאציטעט. ווי גלעזער, האבן קאפאציטארן אויך די מעגלעכקייט צו שפארן עלעקטרישע לאדונג און עלעקטרישע פאטענציעלע ענערגיע. די קאפאציטעט פון א קאפאציטאר, אדער די מאס פון זיין מעגלעכקייט צו שפארן עלעקטרישע לאדונג און עלעקטרישע פאטענציעלע ענערגיע, ווערט גערופן קאפאציטאנץ.

פאַקטאָרן וואָס האָבן אַן השפּעה אויף קאַפּאַסיטאַנס

די גרייס פון א גלאז'ס קאַפּאַציטעט צו האַלטן וואַסער ווערט באַשטימט דורך זיין באַנד. וואָס וועגן קאַפּאַסיטאָרן? וואָס באַשטימט די גרייס פון אַ קאַפּאַסיטאָר'ס קאַפּאַציטעט צו סטאָרירן אַן עלעקטרישע אָפּצאָל?

די פיגור אונטן ווייזט א פשוטן קאפאציטאר באשטייענדיק פון צוויי קאנדוקטיווע פלאטעס אפגעטיילט מיט א געוויסע דיסטאנץ. פארן ווערן פארבונדן צו א וואלטאזש מקור, ווי למשל א באטעריע, ווערן ביידע פלאטעס נישט אויפגעלאדן. דערנאך ווערט איין פלאט פארבונדן צום פאזיטיוון טערמינאל פון דער באטעריע און די אנדערע צום נעגאטיוון טערמינאל מיט דראטן.

נאכדעם וואס עס ווערט פארבונדן צום פאזיטיוון טערמינאל פון דער באטעריע, ציט די פאזיטיווע לאדונג אין דער באטעריע די נעגאטיוו געלאדענע עלעקטראנען אויף דער פלאטע, וואס מאכט זיי זיך באוועגן צום פאזיטיוון טערמינאל פון דער באטעריע. דאס מאכט אז די פלאטע זאל האבן א מאנגל אין עלעקטראנען (נעגאטיוו לאדונג) און אן איבערפלוס פון פראטאנען (פאזיטיווע לאדונג), וואס רעזולטירט אין א פאזיטיווע לאדונג.

אזוי אויך, נאכדעם וואס מען פארבינדט די פלאטע צום נעגאטיווער טערמינאל פון דער באטעריע, ציט די פאזיטיווע לאדונג אויף דער פלאטע די נעגאטיווער לאדענע עלעקטראנען אויף דעם נעגאטיווער טערמינאל פון דער באטעריע, וואס מאכט אז די עלעקטראנען זאלן זיך באוועגן צו דער פלאטע. דאס מאכט אז די פלאטע זאל האבן אן איבערפלוס פון עלעקטראנען, מאכנדיג זי נעגאטיווער לאדנט.

דער פּראָצעס פֿון עלעקטראָן־איבערפֿירונג צווישן די פּלאַטעס און דער באַטעריע שטעלט זיך אָפּ נאָכדעם ווי דער פּאָטענציעל־אונטערשייד צווישן די צוויי פּלאַטעס איז גלייך צום פּאָטענציעל־אונטערשייד צווישן די צוויי פּאָלן פֿון דער באַטעריע.

ווי אזוי קען די עלעקטרישע לאדונג אויף ביידע קאנדוקטאר פלאטעס וואקסן? מיט אנדערע ווערטער, וואס מוז מען טון כדי נאכאמאל צו פאראורזאכן עלעקטראן טראנספער? עלעקטראן טראנספער פאסירט נאר ווען דער עלעקטרישער פאטענציאל אונטערשייד צווישן די צוויי פאלן פון דער באטעריע איז גרעסער ווי דער עלעקטרישער פאטענציאל אונטערשייד צווישן די צוויי קאנדוקטאר פלאטעס. כדי אז עלעקטראן טראנספער זאל נאכאמאל פאסירן אזוי אז די עלעקטרישע לאדונג אויף יעדער קאנדוקטאר פלאט וואקסן, ווערט די באטעריע וואס מען ניצט אויסגעטוישט מיט אן אנדער באטעריע אדער אן אנדער וואלטאזש מקור וואס האט א גרעסערן עלעקטרישן פאטענציאל אונטערשייד. עלעקטראן טראנספער שטעלט זיך אפ ווען דער פאטענציאל אונטערשייד פון דער וואלטאזש מקור איז גלייך צום פאטענציאל אונטערשייד פון דעם קאפאציטאר, דעריבער אויב דער פאטענציאל אונטערשייד פון דער וואלטאזש מקור איז גרעסער, איז דער פאטענציאל אונטערשייד פון דעם קאפאציטאר אויך גרעסער.

באַזירט אויף דער אויבנדערמאָנטער איבערבליק, קען מען אויספירן אַז ווי גרעסער די עלעקטרישע לאָדונג איז וואָס ווערט געשפּאָרן אויף יעדער קאָנדוקטאָר פּלאַטע, אַלץ גרעסער איז דער עלעקטרישער פּאָטענציעל אונטערשייד צווישן די צוויי קאָנדוקטאָר פּלאַטעס. דעריבער, איז די עלעקטרישע לאָדונג (Q) פּראָפּאָרציאָנעל צום עלעקטרישן פּאָטענציעל אונטערשייד (V). די באַציִונג צווישן עלעקטרישער לאָדונג און עלעקטרישער פּאָטענציעל אונטערשייד ווערט אויסגעדריקט אין דער פאלגענדער פּראָפּאָרציאָנאַליטעט:
ק α V
די אויבנדערמאנטע פראפארציאנאליטעט ווערט פארוואנדלט אין א גלייכונג דורך צולייגן די פראפארציאנאליטעט קאנסטאנט C:
ק = CV אדער C = ק / V
באַשרייַבונג: Q = עלעקטרישע לאָדונג (קולאָמב), V = עלעקטרישער פּאָטענציעל חילוק אָדער עלעקטרישער וואָולטאַזש (וואָלט), C = פּראָפּאָרציאָנאַליטעט קאָנסטאַנט, וואָס ווערט גערופן די קאַפּאַסיטאַנס פון דעם קאַפּאַסיטאָר.

דער קאַפּאַסיטאַנס ווערט איז נישט אָפּהענגיק פֿון דער עלעקטרישער לאָדונג און וואָולטאַזש, נאָר אָפּהענגיק פֿון דער פֿאָרעם און גרייס פֿון די קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס. אַ מאַטעמאַטישער באַווײַז אַז קאַפּאַסיטאַנס איז אָפּהענגיק פֿון דער פֿאָרעם און גרייס פֿון די קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס ווערט דערקלערט אין דעם אַרטיקל וועגן די טיפּן קאַפּאַסיטאָרס באַזירט אויף דער פֿאָרעם פֿון די קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס, נעמלעך פּאַראַלעלע פּלאַטע קאַפּאַסיטאָרס , צילינדרישע קאַפּאַסיטאָרס , און ספֿערישע קאַפּאַסיטאָרס . אין דעם אַרטיקל ווערט אָנגענומען אַז עס איז אַ וואַקוום צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס.

די קאַפּאַסיטאַנס פון אַ קאַפּאַסיטאַנס איז אויך אָפּהענגיק פון די אייגנשאַפטן פון דעם מאַטעריאַל צווישן די צוויי קאַנדאַקטיווע פּלאַטעס. דער מאַטעריאַל צווישן די צוויי קאַנדאַקטיווע פּלאַטעס ווערט גערופן דער דיעלעקטריק . די קאַפּאַסיטאַנס פון אַ קאַפּאַסיטאַנס מיט אַ דיעלעקטריק ווערט דיסקוטירט אין טיפקייט אין דעם אַרטיקל וועגן דער דיעלעקטרישער קאָנסטאַנט.

איינהייט פון קאַפּאַסיטאַנס

די איינהייט פון עלעקטרישער לאדונג איז דער קולאמב און די איינהייט פון עלעקטרישן פאטענציאלן אונטערשייד איז דער וואלט, ממילא באזירט אויף דער קאפאציטאנץ גלייכונג אויבן, איז די איינהייט פון קאפאציטאנץ קולאמב פער וואלט (C/V), אויך גערופן פאראד (F) וואס קומט פונעם נאמען פונעם בריטישן וויסנשאפטלער מיכאל פאראדיי (1791-1867). ממילא 1 פאראד = 1 קולאמב/וואלט.

למשל, א קאפאציטאר האט א ווערט פון 2 פאראדס, דאס מיינט אז דער קאפאציטאר האלט אן עלעקטרישע לאדונג פון +2 קולאמבס אויף איינע פון ​​די קאנדוקטאר פלאטעס און -2 קולאמבס אויף די אנדערע קאנדוקטאר פלאט, וואו די צוויי קאנדוקטאר פלאטעס האבן א פאטענציאל אונטערשייד פון 1 וואלט. אויב א 12 וואלט באטעריע איז פארבונדן צום קאפאציטאר, וועט איינע פון ​​די קאנדוקטאר פלאטעס האבן אן עלעקטרישע לאדונג פון Q = CV = (2)(12 וואלטס) = +24 קולאמבס בשעת די אנדערע קאנדוקטאר פלאט וועט האבן א לאדונג פון -24 קולאמבס.

עס איז וויכטיג צו באַמערקן אַז פאַראַד איז אַ זייער גרויסע איינהייט פון קאַפּאַסיטאַנס, אַזוי אַז קלענערע איינהייטן ווערן געוויינטלעך גענוצט, נעמלעך מיקראָפאַראַד אַבריוויייטיד μF (10⁻⁶ ^{פאַראַד} ) צו פּיקאָפאַראַד אַבריוויייטיד pF (10⁻⁶ ^{פאַראַד} ). מאַטעמאַטישע חשבונות צו ווייַזן אַז פאַראַד איז אַ זייער גרויסע איינהייט ווערן דיסקוטירט אין דעם בייַשפּיל פון אַ פּאַראַלעל פּלאַטע קאַפּאַסיטאַנס.