Παράλληλη Πινακίδα Καταναλωτή: Ορισμός, Τύπος και Εφαρμογές
Ένα παράλληλο πινακίδιο καταθεσμοφόρο είναι ένα συστήμα που μπορεί να αποθηκεύσει ηλεκτρική φορτία και ενέργεια σε μορφή ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ δύο ηλεκτροδοχών πινακιδίων. Τα πινακίδια είναι χωρισμένα από μικρή απόσταση και είναι συνδεδεμένα με μια τάση, όπως ένα μπαταρίδιο. Το χώρο μεταξύ των πινακιδίων μπορεί να γεμίζεται με αέρα, βάκουο ή ένα διηλεκτρικό υλικό, το οποίο είναι ένα αισθητήριο που μπορεί να πολωθεί από ένα ηλεκτρικό πεδίο.
Τι είναι ένα παράλληλο πινακίδιο καταθεσμοφόρο;
Ένα παράλληλο πινακίδιο καταθεσμοφόρο ορίζεται ως διάταξη δύο μεταλλικών πινακιδίων ίσης επιφάνειας A και αντίθετης φορτία Q, χωρισμένων από μια απόσταση d. Τα πινακίδια είναι συνδεδεμένα με μια πηγή τάσης V, η οποία δημιουργεί μια ηλεκτρική δυναμική διαφορά μεταξύ τους. Το ηλεκτρικό πεδίο E μεταξύ των πινακιδίων είναι ομοιόμορφο και κάθετο στα πινακίδια, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.
Το ηλεκτρικό πεδίο E μεταξύ των πινακιδίων δίνεται από:
όπου V είναι η τάση μεταξύ των πινακιδίων, d είναι η απόσταση μεταξύ των πινακιδίων, σ είναι η επιφανειακή πυκνότητα φορτίου σε κάθε πινακίδιο, και ε0 είναι η επιτρεπτότητα του κενού.
Το ηλεκτρικό πεδίο E επιφέρει μια πολάρωση P στο διηλεκτρικό υλικό, η οποία είναι το διπόλιο μομέντο ανά μονάδα όγκου του υλικού. Η πολάρωση P μειώνει το αποτελεσματικό ηλεκτρικό πεδίο E μέσα στο διηλεκτρικό και αυξάνει την καταθεσμικότητα C του καταθεσμοφόρου.
Η καταθεσμικότητα C ενός παράλληλου πινακιδίου καταθεσμοφόρου είναι το λόγος του φορτίου Q σε κάθε πινακίδιο προς την τάση V μεταξύ των πινακιδίων:
Η καταθεσμικότητα C εξαρτάται από τη γεωμετρία των πινακιδίων και το διηλεκτρικό υλικό μεταξύ τους. Για ένα παράλληλο πινακίδιο καταθεσμοφόρο με αέρα ή βάκουο μεταξύ των πινακιδίων, η καταθεσμικότητα C δίνεται από:
όπου A είναι η επιφάνεια κάθε πινακίδιου και d είναι η απόσταση μεταξύ των πινακιδίων.
Για ένα παράλληλο πινακίδιο καταθεσμοφόρο με διηλεκτρικό υλικό μεταξύ των πινακιδίων, η καταθεσμικότητα C δίνεται από:
όπου k είναι η σχετική επιτρεπτότητα ή η διηλεκτρική σταθερά του υλικού, η οποία είναι μια άβαρη μεγέθη που μετρά πόσο εύκολα το υλικό μπορεί να πολωθεί από ένα ηλεκτρικό πεδίο.
Η σχετική επιτρεπτότητα k ενός διηλεκτρικού υλικού είναι πάντα μεγαλύτερη ή ίση με 1. Ο υψηλότερος ο αριθμός της k, τόσο περισσότερο φορτίο μπορεί να αποθηκευτεί στον καταθεσμοφόρο για μια δεδομένη τάση, και έτσι η καταθεσμικότητα είναι υψηλότερη.
Εφαρμογές των παραλληλών πινακιδίων καταθεσμοφόρων
Τα παράλληλα πινακίδια καταθεσμοφόρα έχουν πολλές εφαρμογές σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της μηχανικής. Μερικές από αυτές είναι:
Φιλτράριση: Τα παράλληλα πινακίδια καταθεσμοφόρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να φιλτράρουν ανεπιθύμητες συχνότητες ή θόρυβο από ένα ηλεκτρικό σήμα. Για παράδειγμα, μπορούν να εμποδίσουν την άμεση ροή (DC) σήματα και να επιτρέψουν την
