Η χωρητικότητα μιας παράλληλης πλάκας

Εισαγωγή

Το θέμα της χωρητικότητας μιας παράλληλης πλάκας διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στο αναλυτικό πρόγραμμα του IIT-JEE. Αυτό το θέμα περιλαμβάνει τη λειτουργία του πυκνωτή σύμφωνα με τις διαφορετικές διατάξεις του. Αυτή η διάταξη λειτουργεί σύμφωνα με μεταβλητές αρχές και τιμές. Αυτή η μελέτη εξηγεί τις ρυθμίσεις και τη ροή του ρεύματος με μεγαλύτερη σαφήνεια. Οι σημειώσεις περιλαμβάνουν τους τύπους για τις διάφορες ρυθμίσεις και κατάλληλα παραδείγματα για να εξηγήσουν τη χρήση τους.

Έννοια ενός πυκνωτή παράλληλης πλάκας

Σε Πυκνωτή παράλληλης πλάκας, οι δύο αγώγιμες πλάκες λειτουργούν σαν ηλεκτρόδια και υπάρχει ένα διηλεκτρικό ανάμεσά τους. Αυτό το διηλεκτρικό λειτουργεί ως διαχωριστής των πλακών. Οι δύο πλάκες αυτού του πυκνωτή παράλληλης πλάκας έχουν εντελώς την ίδια διάσταση. Συνδέονται με το τροφοδοτικό και η πλάκα που συνδέεται με τον θετικό πόλο της μπαταρίας ανακουφίζει το θετικό φορτίο. Η πλάκα που συνδέεται με αρνητικούς ακροδέκτες απελευθερώνει αρνητικό φορτίο.

Με μια άλλη λέξη, μπορεί να ειπωθεί ότι ένας πυκνωτής παράλληλης πλάκας είναι μια οργανωμένη διάταξη ηλεκτροδίων  και μονωτικού υλικού γνωστό και ως διηλεκτρικό. Ένας παράλληλος πυκνωτής μπορεί να έχει αποθήκευση κάποιας μικρής ποσότητας ενέργειας πριν την εμφάνιση διηλεκτρικής βλάβης. Ως ορισμός, όταν και οι δύο παράλληλες πλάκες συνδέονται  αναλόγως σε μια μπαταρία, οι πλάκες φορτίζονται εύκολα και δημιουργούν ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ τους. Αυτή η ρύθμιση ονομάζεται επίσης Πυκνωτής παράλληλης πλάκας.

Αρχή ενός πυκνωτή παράλληλης πλάκας 

Κάποια χρέωση μπορεί εύκολα να παρέχεται στην πλάκα του αντικειμένου. Μπορεί να δημιουργήσει περαιτέρω διαρροή στην ενέργεια, αλλά μόνο όταν αυξήσετε την ποσότητα φόρτισης στις πλάκες. Ωστόσο, με μια νέα τοποθέτηση της πλάκας 2d δίπλα στη θετικά φορτισμένη πλάκα, μπορεί να συμβεί ένας νέος σχηματισμός όπου το αρνητικό φορτίο θα μετακινηθεί προς την πλευρά αυτής της πλάκας, η οποία είναι κατά κάποιο τρόπο πολύ κοντά στη θετικά φορτισμένη πλάκα.

Με τη φόρτιση και των δύο πλακών, το αρνητικό φορτίο που υπάρχει στην πλάκα 2 θα μειωθεί καθώς παραμένει κάποια διαφορά δυναμικού της πλάκας 1. Ομοίως, η πλάκα 2 γεμάτη με θετικό φορτίο θα αυξήσει αυτόματα την ενέργειά της λόγω της διαφοράς στην πλάκα 1. Ωστόσο, το αρνητικό φορτίο στοχεύει πάντα να είναι πιο ισχυρό από το θετικό. Λόγω αυτού, θα υπάρχει περισσότερο φορτίο στην πλάκα 1 και η διαφορά αρνητικού φορτίου θα είναι μικρότερη. Ωστόσο, αυτοί οι κανόνες ορίζονται ως οι κύριες αρχές ενός Πυκνωτή παράλληλης πλάκας.

Τύπος πυκνωτή παράλληλης πλάκας 

Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι γνωστή ως κατεύθυνση της ροής του θετικού φορτίου. Χωρητικότητα ονομάζεται ο περιορισμός της χωρητικότητας αποθήκευσης του ηλεκτρικού φορτίου. Κάθε πυκνωτής έχει ξεχωριστή χωρητικότητα. Υπάρχουν δύο περιοχές μεταλλικής πλάκας Α σε έναν τυπικό παράλληλο πυκνωτή πλάκας, που χωρίζονται από την απόσταση D.

Γ =k0A d

Εδώ, το 0 είναι ο επιτρεπόμενος χώρος. (8.854 × 10-1² F/m)

Το k αντιπροσωπεύει την παρόμοια διαπερατότητα του διηλεκτρικού υλικού

d είναι ο διαχωρισμός μεταξύ των πλακών.

Το Α είναι το εμβαδόν των πλακών.

Αυτή είναι η Τύπος πυκνωτή παράλληλης πλάκας.

Παραγωγή πυκνωτή παράλληλης πλάκας 

Η Παράλληλη Πυκνωτής πλάκας μπορεί να δημιουργηθεί από δύο μεγάλες πλάκες τοποθετημένες παράλληλα μεταξύ τους σε πολύ μικρή απόσταση που είναι δ. Το διηλεκτρικό μέσο γεμίζει το χώρο μεταξύ δύο πλακών. Ωστόσο, οι δύο πλάκες που υπάρχουν εδώ μπορούν να φέρουν ίση ενέργεια και αντίθετο φορτίο.

Η πρώτη πλάκα φέρει το φορτίο + Q και η δεύτερη φέρει -Q. Το εμβαδόν των πλακών είναι Α και η απόσταση μεταξύ τους είναι d. Το εμβαδόν του d είναι πολύ μικρότερο από το εμβαδόν των πλακών. Επομένως, μπορούμε να το αναπαραστήσουμε ως d

=QA

Ομοίως, για την πλάκα 2, το φορτίο είναι -Q και οι περιοχές Α και μπορούν να αναπαρασταθούν ως φορτίο πυκνότητας, 

=-QA

Συν η έννοια του πυκνωτή και της χωρητικότητας 

Ο πυκνωτής είναι γνωστός ως ηλεκτρικός συμπυκνωτής. Είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα δύο ακροδεκτών. Έχει την ικανότητα ή την ικανότητα να αποθηκεύει ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρικού φορτίου. Συνήθως έχει σχεδιαστεί για να ενισχύει την επίδραση της χωρητικότητας. Αυτή είναι η σχέση μεταξύ Πυκνωτής και Χωρητικότητα. Η χωρητικότητα αποθήκευσης της χωρητικότητας μπορεί να είναι διαφορετική από μικρή έως υψηλή αποθήκευση.

Η χωρητικότητα δεν είναι παρά η ικανότητα των πυκνωτών να αποθηκεύουν ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρικού φορτίου. Με πιο απλά λόγια, η χωρητικότητα είναι η μονάδα αποθήκευσης του πυκνωτή. Το Farad είναι η μονάδα μέτρησης της χωρητικότητας.

Οι περισσότεροι πυκνωτές συνήθως περιέχουν δύο ηλεκτρικούς αγωγούς και οι μεταλλικές πλάκες τους χωρίζουν. Οι αγωγοί μπορεί να έχουν τη μορφή ηλεκτρολυτών, ένα σφαιρίδιο από μέταλλο ή λεπτό φιλμ κ.λπ. 

Μερικές φορές το σχήμα του πυκνωτή επηρεάζει επίσης την χωρητικότητα. Εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ των πλακών και επίσης από την περιοχή μεταξύ των πλακών. Όσο πιο απομακρυσμένες είναι οι πλάκες, τόσο περισσότερη αρνητική ισχύς θα φορτίζεται. Και οι θετικές πλάκες θα φορτίζονται ευκολότερα εάν η περιοχή είναι μεγαλύτερη.

Ορισμένοι παράγοντες  μπορεί να επηρεάσουν την χωρητικότητα. Όπως η απόσταση των πλακών, η περιοχή των πλακών και το διηλεκτρικό. Υπάρχουν δύο τύποι μεταβλητών πυκνωτών. Το ένα είναι ένας πυκνωτής συντονισμού και ο άλλος είναι ένας πυκνωτής κοπής.

Συμπέρασμα

Έτσι μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η Χωρητικότητα επηρεάζεται από τρεις παράγοντες:το μέγεθος των αγωγών, το μέγεθος του κενού μεταξύ τους και την ουσία που χρησιμοποιείται για τη σύνδεσή τους (το διηλεκτρικό). Η χωρητικότητα αυξάνεται με το μέγεθος των αγωγών.