Bir kapasitörün kapasitansını ne belirler?

Kapasitör, elektrik enerjisinin uzayda pozitif ve negatif elektrik yüklerine, yani aralarındaki boşlukta bir elektrik alanı şeklinde bölünmüş potansiyel enerji biçiminde geçici olarak depolanması için tasarlanmıştır. Buna göre, bir elektrik kondansatörü üç ana bileşen içerir: üzerinde bir şarj kondansatöründe ayrı yüklerin bulunduğu iki iletken levha ve levhalar arasında yer alan bir dielektrik tabaka.

Kapasitör plakaları, bu elektrikli ürünün tipine bağlı olarak, bir kağıt ara katmanıyla bir rulo üzerine sarılmış basit alüminyum plakalardan, kimyasal olarak oksitlenmiş plakalara veya metalize bir dielektrik katmana kadar farklı şekillerde yapılabilir. Her durumda, bir dielektrik tabakası ve arasına sıkıca sabitlendiği bir plaka vardır - bu temelde bir kapasitördür.

Dielektrik kağıt, mika, polipropilen, tantal veya gerekli dielektrik sabiti ve elektrik gücü olan diğer uygun elektriksel yalıtkan malzeme olabilir.

Bildiğiniz gibi, uzayda ayrılmış elektrik yüklerinin enerjisi, yer değiştiren Q yükünün (bir vücuttan diğerine) çarpımına, yüklü cisimler U arasındaki potansiyel farka eşittir.

Bu nedenle, kapasitör plakalarındaki ayrılmış yüklerin enerjisi yalnızca ayrılmış yüklerin sayısına değil, aynı zamanda plakalarının ve dielektrik parametrelerine de bağlıdır, çünkü dielektrik polarize edildiğinde enerjiyi bir elektrik alanı şeklinde depolar. gücü, kondansatörün plakalarında bulunan ayrılmış yükler arasındaki potansiyel farkı U belirler.

Çünkü uzayda birbirinden ayrılan yükler arasındaki potansiyel fark, elektrik alanın şiddetine ve aralarındaki mesafeye bağlıdır. Aslında, bir kondansatör söz konusu olduğunda, yüklü plakalar arasındaki dielektrik kalınlığı hakkında.

Aynı zamanda, A plakalarının örtüşme alanı ne kadar büyükse ve dielektrikin mutlak (ve nispi) dielektrik sabiti o kadar büyükse - plakalar üzerinde bulunan ayrılmış yükler ne kadar güçlü olursa, o kadar fazla çekilir - daha fazla potansiyel enerjileri önemliyse, bu kapasitörü şarj etmek için EMF kaynağının daha fazla çalışması gerekecektir.

Elektronları bir plakadan diğerine aktarma sürecinde yükleri ayırarak, EMF kaynağı, miktarı aynı olacak olan kapasitörü şarj etmek için tam olarak böyle bir iş hacmi gerçekleştirir. yüklü bir kapasitörün enerjisi.

Bu süreksizlik ile, yüklü kapasitörün enerjisi, plakadan plakaya aktarılan yük miktarına ek olarak (farklı olabilir), A plakalarının üst üste binme alanına, d plakaları arasındaki mesafeye bağlı olacaktır. ve dielektrik e'nin mutlak dielektrik sabiti üzerinde.

Belirli bir kondansatörün yapısının bu belirleyici parametreleri sabittir, toplam oranlarına C kondansatörünün kapasitansı denilebilir. O zaman, C kapasitörünün kapasitansının A plakalarının örtüşen alanına bağlı olduğunu güvenle söyleyebiliriz. , aralarındaki mesafe d ve dielektrik sabiti e.

Düz bir kapasitör düşünürsek, kapasitansın bu parametrelere bağımlılığını anlamak çok kolaydır.

Plakalarının örtüşme alanı ne kadar büyük olursa, kapasitörün kapasitesi o kadar büyük olur, çünkü yükler daha geniş bir alan üzerinde etkileşime girer.

Plakalar arasındaki mesafe (aslında dielektrik katmanın kalınlığı) ne kadar küçük olursa, kapasitörün kapasitesi o kadar artar çünkü yüklerin etkileşim kuvveti yaklaştıkça artar.

Plakalar arasındaki dielektrik dielektrik sabiti ne kadar büyükse, kapasitörün kapasitansı da o kadar büyük olur, çünkü plakalar arasındaki elektrik alanın gücü o kadar büyük olur.

Ayrıca bakınız:Elektrik devrelerinde neden kapasitörler kullanılır? VeKapasitörler ve Piller - Fark Nedir?