Wat bepaalt de capaciteit van een condensator?

De condensator is ontworpen voor tijdelijke opslag van elektrische energie in de vorm van potentiële energie die in de ruimte is verdeeld in positieve en negatieve elektrische ladingen, dat wil zeggen in de vorm van een elektrisch veld in de ruimte ertussen. Dienovereenkomstig omvat een elektrische condensator drie hoofdcomponenten: twee geleidende platen, waarop afzonderlijke ladingen zich in een ladingscondensator bevinden, en een diëlektrische laag die zich tussen de platen bevindt.

Condensatorplaten kunnen, afhankelijk van het type van dit elektrische product, op verschillende manieren worden gemaakt, variërend van eenvoudige aluminiumplaten die op een rol zijn gewikkeld met een papieren tussenlaag, tot chemisch geoxideerde platen of een gemetalliseerde diëlektrische laag. In ieder geval is er een laag diëlektricum en een plaat waartussen het stevig is bevestigd - dit is in feite een condensator.

Het diëlektricum kan papier, mica, polypropyleen, tantalium of ander geschikt elektrisch isolatiemateriaal met de vereiste diëlektrische constante en elektrische sterkte zijn.

Zoals je weet, is de energie van elektrische ladingen gescheiden in de ruimte gelijk aan het product van de hoeveelheid lading Q verplaatst (van het ene lichaam naar het andere) door het potentiaalverschil tussen de geladen lichamen U.

De energie van gescheiden ladingen op de condensatorplaten hangt dus niet alleen af ​​van het aantal gescheiden ladingen, maar ook van de parameters van de platen en het diëlektricum, aangezien het diëlektricum, wanneer het gepolariseerd is, energie opslaat in de vorm van een elektrisch veld, waarvan de sterkte het potentiaalverschil U bepaalt tussen de gescheiden ladingen op de platen van de condensator.

Omdat het potentiaalverschil tussen in de ruimte gescheiden ladingen afhangt van de sterkte van het elektrische veld en van de afstand daartussen. Eigenlijk - op de dikte van het diëlektricum tussen de geladen platen als het gaat om een ​​condensator.

Tegelijkertijd, hoe groter het overlappingsgebied van de platen A en hoe groter de absolute (en relatieve) diëlektrische constante van het diëlektricum is - hoe sterker de gescheiden ladingen op de platen naar elkaar worden aangetrokken - hoe meer aanzienlijk hun potentiële energie - hoe meer werk er van de EMF-bron nodig zal zijn om die condensator op te laden.

Door ladingen te scheiden tijdens het overbrengen van elektronen van de ene plaat naar de andere, voert de EMF-bron precies zoveel werk uit bij het opladen van de condensator, waarvan de hoeveelheid identiek zal zijn energie van een geladen condensator.

Met deze discontinuïteit zal de energie van de geladen condensator, naast de hoeveelheid lading die van plaat naar plaat wordt overgedragen (het kan anders zijn), afhangen van het overlappende gebied van de platen A, van de afstand tussen de platen d , en op de absolute diëlektrische constante van het diëlektricum e.

Deze bepalende parameters van de constructie van een bepaalde condensator zijn constant, hun totale verhouding kan de capaciteit van de condensator C worden genoemd. Dan kunnen we met vertrouwen zeggen dat de capaciteit van de condensator C afhangt van het overlappende gebied van de platen A , op de afstand tussen hen d en van de diëlektrische constante e.

De afhankelijkheid van de capaciteit van deze parameters is heel gemakkelijk te begrijpen als we een platte condensator beschouwen.

Hoe groter het overlappingsgebied van de platen, hoe groter de capaciteit van de condensator, aangezien de ladingen over een groter gebied op elkaar inwerken.

Hoe kleiner de afstand tussen de platen (in feite de dikte van de diëlektrische laag), hoe groter de capaciteit van de condensator, omdat de kracht van interactie van de ladingen toeneemt naarmate ze dichterbij komen.

Hoe groter de diëlektrische constante van het diëlektricum tussen de platen, hoe groter de capaciteit van de condensator, want hoe groter de sterkte van het elektrische veld tussen de platen.

Zie ook:Waarom worden condensatoren gebruikt in elektrische circuits? EnCondensatoren en batterijen - wat is het verschil?