דעפֿיניציע פֿון דעם פּאַראַלעלן פּלאַטע קאַפּאַסיטאָר
דער פּאַראַלעל פּלאַטע קאַפּאַסיטאָר איז אַ קאַפּאַסיטאָר וואָס באַשטייט פון צוויי פּאַראַלעל קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס, יעדע פּלאַטע מיט אַ גלייכן קראָס-סעקשאַנאַל שטח (A) און צוויי פּלאַטעס אפגעשיידט דורך אַ געוויסע דיסטאַנץ (d), ווי געוויזן אין דער לינקער בילד. איינע פון די קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס איז פּאָזיטיוו טשאַרדזשד (+Q) בשעת די אַנדערע קאַנדאַקטאָר פּלאַטע איז נעגאַטיוו טשאַרדזשד (-Q), וואו די סומע פון עלעקטריש אָפּצאָל אויף יעדער פּלאַטע איז גלייך. כּדי די לאָדונג זאָל זיך נישט באַוועגן צום לופט מאָלעקול, איז דער קאַפּאַסיטאָר אפגעזונדערט פון דער סביבה, און צווישן די צוויי פּלאַטעס איז דאָ אַ וואַקוום.
דער אונטערשייד אין די טיפן עלעקטרישע לאדונגען אין ביידע קאנדוקטאר פלאטעס שאפט אן עלעקטריש פעלד און אן עלעקטרישן פאטענציאל אונטערשייד צווישן די צוויי פלאטעס. די פאזיטיוו געלאדענע פלאט האט א העכערן עלעקטרישן פאטענציאל, בשעת די נעגאטיוו געלאדענע פלאט האט א נידעריגערן עלעקטרישן פאטענציאל. ווי דערקלערט אין דער טעמע פון עלעקטרישן פאטענציאל, אויב עס איז דא אן עלעקטרישער פאטענציאל אונטערשייד צווישן די צוויי פלאטעס פון דעם קאפאציטאר, איז דא אן עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע אין דעם קאפאציטאר. די עלעקטרישע פאטענציאלע ענערגיע וואס איז געהאלטן אין קאפאציטארן האט אסאך נוצן.
פאַקטאָרן וואָס ווירקן אויף די קאַפּאַסיטאַנס פון די פּאַראַלעל פּלאַטע קאַפּאַסיטאָר
דער קאַפּאַסיטאָר איז אין אָנהייב נישט עלעקטריש אָנגעלאָדן אָדער עלעקטריש נייטראַל. כּדי צו ווערן אָנגעלאָדן, ווערט דער קאַפּאַסיטאָר אָנגעלאָדן דורך פֿאַרבינדן דעם קאַפּאַסיטאָר מיט אַ וואָולטאַזש מקור ווי אַ באַטאַרייע מיט אַ קאַבל. איינע פֿון די קאָנדוקטאָר פּלאַטעס איז פֿאַרבונדן צום פּאָזיטיוון פּאָל פֿון דער באַטאַרייע, בשעת די אַנדערע קאָנדוקטאָר פּלאַטע איז פֿאַרבונדן צום נעגאַטיוון פּאָל פֿון דער באַטאַרייע.
געדענקט אז גלייכע לאדונגען שטויסן זיך אפ איינע די אנדערע, בשעת נישט-גלייכבארע לאדונגען ציען זיך איינע די אנדערע. די עלעקטראנען זענען נעגאטיוו געלאדנט און גרינג צו באוועגן ווייל זיי געפינען זיך אויף דער ייבערפלאך פונעם אטאם, משא"כ די פראטאנען זענען פאזיטיוו געלאדנט און קענען זיך נישט באוועגן ווייל זיי געפינען זיך ביים אטאם-קערן. אויב די קאנדוקטאר-פלאטע האט מער פראטאנען ווי עלעקטראנען, איז די פלאטע פאזיטיוו געלאדנט, פארקערט, אויב די צאל עלעקטראנען איז מער ווי די פראטאנען, איז די פלאטע נעגאטיוו געלאדנט.
נאכדעם וואס דער קאפאציטאר ווערט פארבונדן צום באטעריע, ווערט דער פאזיטיווער פאל פון דער באטעריע פאזיטיוו געלאדנט. אזוי אז ער ציט די עלעקטראנען פון דער קאנדוקטאר פלאטע, בשעת דער נעגאטיוו פאל פון דער באטעריע ווערט נעגאטיוו געלאדנט, אזוי אז ער פארווארפט די עלעקטראנען צו דער קאנדוקטאר פלאטע. די עלעקטרישע פארשייבונג צווישן דער באטעריע און דער קאנדוקטאר פלאטע פאראורזאכט אז דער קאנדוקטאר פלאטע זאל פארלירן עלעקטראנען כדי צו ווערן פאזיטיוו געלאדנט, און דער קאנדוקטאר פלאטע באקומט עלעקטראנען כדי צו ווערן נעגאטיוו געלאדנט. די באוועגונג פון עלעקטראנען שטעלט זיך אפ נאכדעם וואס דער עלעקטרישער פאטענציאל אונטערשייד צווישן די צוויי קאנדוקטאר פלאטעס איז גלייך צום עלעקטרישן פאטענציאל אונטערשייד צווישן די צוויי באטעריע פאלן.
קאַפּאַסיטאָר פונקציע צו שפּאָרן די עלעקטרישע לאָדונג און די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע . די גרייס פון דעם קאַפּאַסיטאָר'ס פיייקייט צו שפּאָרן די עלעקטרישע לאָדונג און די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע ווערט גערופן קאַפּאַסיטאַנס. וואָס מער עלעקטריע איז געשפּאָרן, די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע איז אויך גרעסער, די גרעסערע די קאַפּאַסיטאַנס פון דעם קאַפּאַסיטאָר. וואָס פאַקטאָרן השפּעה די קאַפּאַסיטאַנס פון אַ פּאַראַלעל פּלאַטע קאַפּאַסיטאָר?
די ייבערפלאַך שטח פון די קאַנדאַקטאָר פּלאַטע
דער פּאַראַלעלער פּלאַטע קאַפּאַסיטאָר האַלט די עלעקטרישע לאָדונג אויף דער קאַנדאַקטאָר פּלאַטע. אויב די פּלאַטע ייבערפלאַך שטח איז קליין, דאַן ווערט אַ ביסל עלעקטרישע לאָדונג האַלט, אַנדערש אויב די פּלאַטע ייבערפלאַך שטח איז גרויס, דאַן ווערט אַ סך עלעקטרישע לאָדונג האַלט. וואָס מער עלעקטרישע לאָדונגען האַלט אויף דער קאַנדאַקטאָר פּלאַטע, אַלץ גרעסער איז די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע וואָס דער קאַפּאַסיטאָר האָט. אַזוי, וואָס גרעסער די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פון דעם קאַפּאַסיטאָר, אַלץ גרעסער איז די קאַפּאַסיטאַנס פון דעם קאַפּאַסיטאָר. באַזירט אויף דעם איבערבליק, קען מען אויספירן אַז די קאַפּאַסיטאַנס פון דעם קאַפּאַסיטאָר (C) איז פּראָפּאָרציאָנעל צו דער ייבערפלאַך שטח פון דער קאַנדאַקטאָר פּלאַטע (A).
די דיסטאַנץ צווישן די צוויי קאָנדוקטאָר פּלאַטעס
דער איבערפיר פון עלעקטראנען שטעלט זיך אפ נאכדעם וואס דער פאטענציאלער אונטערשייד צווישן די צוויי קאנדוקטאר פלאטעס איז גלייך צום פאטענציאלן אונטערשייד צווישן די צוויי באטעריע פאלן. ווי אזוי פארגרעסערט מען די עלעקטרישע לאדונג אויף ביידע קאנדוקטאר פלאטעס? איין וועג איז צו פארקלענערן די דיסטאנץ צווישן די צוויי קאנדוקטארן (מינימיזירנדיג d). ווען די צוויי קאנדוקטארן ווערן געברענגט נענטער, בלייבט די מאס עלעקטרישע לאדונג אזוי אז דער עלעקטרישער פעלד וואס ווערט פראדוצירט דורך דער עלעקטרישער לאדונג איז פיקסירט. באזירט אויף דער גלייכונג V = E d, ווען דער עלעקטרישער פעלד (E) איז קאנסטאנט, פארקלענערט זיך דער עלעקטרישער פאטענציאלער אונטערשייד (V) אויב די דיסטאנץ צווישן די צוויי קאנדוקטאר פלאטעס פארקלענערט זיך (d).
דער פּאָטענציעלער אונטערשייד צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס ווערט פאַרקלענערט אַזוי אַז עס איז קלענער ווי דער פּאָטענציעלער אונטערשייד צווישן די צוויי באַטעריע פּאָלן. דאָס פאַראורזאַכט די פאַרשייבונג פון עלעקטראָנען ווידער ביז די עלעקטרישע לאָדונג פון יעדער קאַנדאַקטאָר פּלאַטע פאַרגרעסערט זיך. די אַריבערפירן פון עלעקטראָנען שטעלט זיך אָפּ נאָכדעם וואָס דער פּאָטענציעלער אונטערשייד צווישן די צוויי פּלאַטעס איז גלייך צום פּאָטענציעלן אונטערשייד צווישן די צוויי באַטעריע פּאָלן.
ווען די דיסטאַנץ צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס ווערט פאַרקלענערט, וואַקסט די עלעקטרישע לאָדונג אויף יעדער פּלאַטע, אַזוי אַז די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פון דעם קאַפּאַסיטאָר וואַקסט אויך. אויב די עלעקטרישע פּאָטענציעלע ענערגיע פון דעם קאַפּאַסיטאָר וואַקסט, וואַקסט אויך די קאַפּאַסיטאַנס פון דעם קאַפּאַסיטאָר. אויב די דיסטאַנץ ווערט פאַרקלענערט, וואַקסט די לאָדונג, אַזוי אַז די קאַפּאַסיטאַנס וואַקסט, ווען די דיסטאַנץ ווערט פאַרגרעסערט, פאַרקלענערט זיך די לאָדונג, אַזוי אַז די קאַפּאַסיטאַנס פאַרקלענערט זיך. מען קען אויספירן, אַז די קאַפּאַסיטאַנס פון דעם קאַפּאַסיטאָר (C) איז פאַרקערט פּראָפּאָרציאָנעל צו דער דיסטאַנץ צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס (d).
די גלייכונג פון דער קאַפּאַסיטאַנס פון דעם פּאַראַלעלן פּלאַטן קאַפּאַסיטאָר
פריער, זאכן וואָס ווירקן אויף די קאַפּאַסיטאַנס פון פּאַראַלעל פּלאַטע קאַפּאַסיטאָרס זענען שוין דערקלערט געוואָרן. די קאַפּאַסיטאַנס ווערט קען קלאָר באַקאַנט ווערן דורך קאַלקולאַציעס ניצן די גלייכונג. אין אַ טעמע וועגן באַשטימען דעם עלעקטרישן פעלד ניצן גאַוס'ס געזעץ, די פאָרמולע פֿאַר קאַלקולירן דעם עלעקטרישן פעלד לעבן דער עלעקטריש געלאָדענער קאַנדאַקטאָר פּלאַטע איז E = σ / εo, וואו σ = Q / A אַזוי אַז די עלעקטרישע פעלד גלייכונג ענדערט זיך צו E = Q/A: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoדי גלייכונג פון דעם עלעקטרישן פּאָטענציאַל איז V = E d, וואו E = Q / A εo אַזוי אַז די גלייכונג ענדערט זיך צו V = Q d / A εoדי גלייכונג פון קאַפּאַסיטאַנס איז C = Q/V, וואו V = Qd / Aεo אַזוי אַז די גלייכונג פון קאַפּאַסיטאַנס ענדערט זיך צו C = Q: Q d / A εo = ק x א εo / ק ד = א εo / ד.
באַזירט אויף דער גלייכונג פון קאַפּאַסיטאַנס C = A ε o / d קען מען אויספירן אַז קאַפּאַסיטאַנס (C) איז פּראָפּאָרציאָנעל צו דער ייבערפלאַך שטח (A) און פאַרקערט פּראָפּאָרציאָנעל צו דער דיסטאַנץ (d) צווישן די צוויי קאַנדאַקטאָר פּלאַטעס.
E = עלעקטריש פעלד, σ = לאדונג געדיכטקייט, εo = וואקיום פּערמיטיוויטי = 8.85 x 10 -12 F/m, Q = עלעקטרישע לאדונג, A = ייבערפלאך שטח פון דער קאנדוקטאר טעלער, V = עלעקטרישער פאטענציאל חילוק.
