עלעקטרישע ענערגיע סטאָרידזש מאַטעריאַל אין קאַפּאַסיטאָרן
א קאַפּאַסיטאָר איז צוזאַמענגעשטעלט פון צוויי פּלאַטעס/בויגנס פון קאַנדאַקטאָרס און צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָרס איז דאָ אַ דיעלעקטריק . אנהייב, ביידע קאַנדאַקטאָרס זענען נישט עלעקטריש אָנגעלאָדן. כּדי דער קאַפּאַסיטאָר זאָל פונקציאָנירן, מוז יעדע פּלאַטע/בויגן פון קאַנדאַקטאָר זיין עלעקטריש אָנגעלאָדן, וואו די מאָס עלעקטרישע לאָדונג אויף יעדן קאַנדאַקטאָר איז די זעלבע אָבער פאַרשידענע טיפּן. למשל, איין קאַנדאַקטאָר האט אַ לאָדונג פון Q = +10 קולאָמב און דער אַנדערער קאַנדאַקטאָר האט אַ לאָדונג פון Q = -10 קולאָמב. די אנוועזנהייט פון דער זעלבער מאַגניטוד אָבער פאַרקערטע טיפּן עלעקטרישע לאָדונג אויף ביידע קאַנדאַקטאָרס שאַפט אַן עלעקטריש פעלד צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס, וואו די ריכטונג פון דעם עלעקטרישן פעלד איז פון דער פּאָזיטיווער לאָדונג צו דער נעגאַטיווער לאָדונג. דערצו, ענטשטייט אויך אַן עלעקטרישער פּאָטענציעל אונטערשייד צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָרס, וואו דער פּאָזיטיווער אָנגעלאָדענער קאַנדאַקטאָר האט אַ העכערן עלעקטרישן פּאָטענציעל בשעת דער נעגאַטיוו אָנגעלאָדענער קאַנדאַקטאָר האט אַ נידעריקערן עלעקטרישן פּאָטענציעל.
כדי צו לאָדן ביידע קאָנדוקטאָרן, ווערן זיי פארבונדן צו אַ מאַכט מקור, ווי אַ באַטאַרייע אָדער אַן אַנדער מאַכט מקור. אָנהייב, זענען ביידע קאָנדוקטאָרן נייטראַל, מיט אַ גלייכע צאָל נעגאַטיוו אָנגעלאָדענע עלעקטראָנען און פּאָזיטיוו אָנגעלאָדענע פּראָטאָנען. עלעקטראָנען ווערן דאַן איבערגעפירט פון איין קאָנדוקטאָר צום אַנדערן, וואָס רעזולטירט אין דעם אַז דער קאָנדוקטאָר וואָס פאַרלירט עלעקטראָנען ווערט פּאָזיטיוו אָנגעלאָדן און דער קאָנדוקטאָר וואָס באַקומט עלעקטראָנען ווערט נעגאַטיוו אָנגעלאָדן. די צאָל עלעקטראָנען וואָס ווערן איבערגעפירט איז גלייך צו דער צאָל עלעקטראָנען וואָס ווערן באַקומען, וואָס רעזולטירט אין דעם אַז יעדער קאָנדוקטאָר האָט די זעלבע עלעקטרישע לאָדן. עס איז וויכטיק צו באַמערקן אַז ווען אַ קאַפּאַסיטאָר איז פארבונדן צו אַ באַטאַרייע, אַקט די באַטאַרייע ווי אַ קאָנדוקטאָר, וואָס איבערפירט עלעקטראָנען פון איין קאָנדוקטאָר צום אַנדערן.
איין קאַנדאַקטאָר איז פארבונדן צום נעגאַטיוון פּאָל און דער אַנדערער קאַנדאַקטאָר איז פארבונדן צום פּאָזיטיוון פּאָל. די אנוועזנהייט פון אַן עלעקטרישן פּאָטענציעל חילוק (V) צווישן די צוויי באַטעריע טערמינאַלן פאַראורזאַכט דעם אַריבערפירן פון עלעקטראָנען (q) פון איין קאַנדאַקטאָר צום אַנדערן. דער אַריבערפירן פון עלעקטראָנען שטעלט זיך אָפּ אַמאָל דער פּאָטענציעל חילוק צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָרן איז גלייך צום פּאָטענציעל חילוק פון דער באַטעריע. אָנהייב, ווען די קאַנדאַקטאָרן זענען נישט עלעקטריש אָנגעלאָדן, איז קיין אַרבעט נישט נויטיק צו באַוועגן עלעקטראָנען. אַמאָל עס איז אַן עלעקטרישע לאָדונג אויף יעדן קאַנדאַקטאָר, איז אַרבעט נישט נויטיק צו באַוועגן עלעקטראָנען. ווי גרעסער די עלעקטרישע לאָדונג אויף יעדן קאַנדאַקטאָר, אַלץ גרעסער די אַרבעט וואָס איז נויטיק צו באַוועגן עלעקטראָנען צוליב דער אָפּשטויסנדיקער קראַפט צווישן די עלעקטראָנען.
דער איבערפיר פון עלעקטראנען פון איין קאנדוקטאר צום אנדערן פאסירט נישט גלייכצייטיג נאר ביסלעכווייז, אזוי אז די עלעקטרישע וואלטאזש צווישן די צוויי קאנדוקטארן וואקסט אויך ביסלעכווייז. אזוי, צו רעכענען די גאנצע ארבעט (W) בעת עלעקטראן איבערפיר, ניצט מען די דורכשניטליכע וואלטאזש ווערט (V/2). אזוי, די ארבעט געטאן צו באוועגן עלעקטראנען איז W = Q (V/2) = 1/2 Q V. ווייל די ארבעט צו באוועגן עלעקטראנען ענדערט זיך אין עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע וואס איז סטארעד אין דעם קאפאציטאר, איז די עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע וואס איז סטארעד אין דעם קאפאציטאר EP = 1/2 Q V. ווייל Q = CV, קען די פארמל EP = 1/2 QV ווערן געענדערט צו EP = 1/2 QV = 1/2 (CV)(V) = 1/2 CV 2 און EP = 1/2 QV = 1/2 (Q)(Q/C) = 1/2 Q 2 /C. אינפארמאציע: Q = עלעקטרישע לאדונג, C = קאפאציטאנץ, V = עלעקטרישע וואלטאזש.
עלעקטרישע ענערגיע אין אן עלעקטרישן פעלד
בעת דעם אויפלאדונג פראצעס, ווען יעדער קאנדוקטאר הייבט אן אויפלאדן, ווערט באשאפן אן עלעקטריש פעלד צווישן די צוויי קאנדוקטאר פלאטעס/בויגנס. דעריבער, די ארבעט וואס ווערט געטאן נישט נאר פאראורזאכט אז דער קאנדוקטאר זאל ווערן עלעקטריש אויפגעלאדן, נאר אויך אומדירעקט שאפט אן עלעקטריש פעלד צווישן די צוויי קאנדוקטאר פלאטעס/בויגנס. ווייל די ארבעט ווערט פארוואנדלט אין עלעקטרישע פאטענציעלע ענערגיע וואס ווערט געהאלטן אין דעם קאפאציטאר, קען מען באטראכטן אז ענערגיע ווערט געהאלטן אין דעם עלעקטרישן פעלד.
די פאלגענדע פאָרמולע איז דערייווד צו מאַטעמאַטיש באַווייַזן די שייכות צווישן עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע און עלעקטרישע פעלדער.
אין דעם אַרטיקל מיטן טיטל פּאַראַלעל פּלאַטע קאַפּאַסיטאָרן, איז די פֿאָרמולע C = A ε o /s געוואָרן אָפּגעפֿירט און אין דעם אַרטיקל מיטן טיטל עלעקטרישער פּאָטענציאַל, איז די פֿאָרמולע V = E s געוואָרן דערמאָנט. פֿריִער איז די פֿאָרמולע פֿאַר דער עלעקטרישער פּאָטענציאַלער ענערגיע וואָס איז געהיט אין אַ קאַפּאַסיטאָר אָפּגעפֿירט געוואָרן, נעמלעך EP = 1/2 CV 2.
פאָרמולע באַשרייַבונג: EP = עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע, A = ייבערפלאַך שטח, s = דיסטאַנץ, A s = באַנד, E = עלעקטריש פעלד, EP/A s = עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פּער אַפּאַראַט באַנד = ענערגיע געדיכטקייט.
די פאָרמולע אויבן זאָגט אַז די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פּער איינהייט וואָלומען פון פּלאַץ אין אַן עלעקטרישן פעלד איז פּראָפּאָרציאָנעל צו דעם קוואַדראַט פון דעם עלעקטרישן פעלד. אויב עס איז אַ דיעלעקטריק צווישן די צוויי קאַנדאַקטינג פּלאַטעס/שיכטן, דעמאָלט εo ( די פּערמיטיוויטי פון פריי פּלאַץ) איז ריפּלייסט דורך די פּערמיטיוויטי פון דעם מאַטעריאַל (ε). כאָטש די ענערגיע געדיכטקייט גלייכונג איז דערייווד ניצן די פּאַראַלעל פּלאַטע קאַפּאַסיטאָר גלייכונג, די גלייכונג אויך אַפּלייז צו אַלע פּלעצער וואָס האָבן אַן עלעקטריש פעלד.
