Paralela Plata Kondensatoro: Difino Formulo kaj Aplikoj
Paralela plato kondensatoro estas aparato, kiu povas stoki elektran ŝargon kaj energion la formo de elektra kampo inter du konduktivaj platoj. La platoj estas disigitaj per malgranda distanco kaj estas konektitaj al voltaĵo fonto, kiel baterio. La spaco inter la platoj povas esti plenigita per aero, vakuo, aŭ dielektra materialo, kiu estas izolilo, kiu povas esti polarigita per elektra kampo.
Kio estas paralela plato kondensatoro?
Paralela plato kondensatoro estas difinita kiel aranĝo de du metalaj platoj de egala areo A kaj kontraŭa ŝargo Q, disigitaj per distanco d. La platoj estas konektitaj al voltaĵo fonto V, kiu kreitas elektran potencialon diferencon inter ili. La elektra kampo E inter la platoj estas unuforma kaj perpendikulara al la platoj, kiel montrite en Figuro 1.
La elektra kampo E inter la platoj estas donita per:
kie V estas la voltaĵo trans la platoj, d estas la disigo inter la platoj, σ estas la surfaca ŝargodenseco sur ĉiu plato, kaj ϵ0 estas la permeseco de libera spaco.
La elektra kampo E induktas polarigon P en la dielektra materialo, kiu estas la dipola momento je unuobla volumeno de la materialo. La polarigo P reduktas la efektivan elektran kampojn E ene de la dielektra materialo kaj pligrandigas la kapacitancon C de la kondensatoro.
La kapacitanco C de paralela plato kondensatoro estas la rilatumo de la ŝargo Q sur ĉiu plato al la voltaĵo V trans la platoj:
La kapacitanco C dependas de la geometrio de la platoj kaj la dielektra materialo inter ili. Por paralela plato kondensatoro kun aero aŭ vakuo inter la platoj, la kapacitanco C estas donita per:
kie A estas la areo de ĉiu plato kaj d estas la disigo inter la platoj.
Por paralela plato kondensatoro kun dielektra materialo inter la platoj, la kapacitanco C estas donita per:
kie k estas la relativa permiseco aŭ dielektra konstanto de la materialo, kiu estas dimensia kvanto, kiu mezuras kiom facile la materialo povas esti polarigita per elektra kampo.
La relativa permiseco k de dielektra materialo estas ĉiam pli granda aŭ egala al 1. La pli alta la valoro de k, la pli multa ŝargo povas esti stokita en la kondensatoro por donita voltaĵo, kaj do la pli alta la kapacitanco.
Aplikoj de Paralelaj Plataj Kondensatoroj
Paralelaj platoj kondensatoroj havas multajn aplikojn en diversaj kampoj de scienco kaj inĝenierado. Iuj el ili estas:
Filtrado: Paralelaj platoj kondensatoroj povas esti uzitaj por filtri nevolajn frekvencojn aŭ bruan signalon. Ekzemple, ili povas bloki rekta strumon (DC) signalojn kaj permesi alternan strumon (AC) signalojn pasi tra. Ili ankaŭ povas esti uzitaj por glatigi voltaĵfluktuojn en energifontoj.
Ajustado: Paralelaj platoj kondensatoroj povas esti uzitaj por ajusti elektrajn cirkvitojn al rezonantos je dezirata frekvenco. Ekzemple, ili povas esti uzitaj en radioj, televidiloj, kaj aliaj komunikaj aparatoj por elekti specifan kanalon aŭ frekvencbandon.
Senzado: Paralelaj platoj kondensatoroj povas esti uzitaj por sensi fizikajn kvantojn kiel premo, temperaturo, humido, dislokado, etc. Ekzemple, ili povas esti uzitaj en mikrofonoj, termometroj, higrometroj, akcelometroj, etc. La kapacitanco de paralela plato kondensatoro ŝanĝiĝas pro tiuj fizikaj kvantoj pro ŝanĝiĝo en la distanco inter la platoj aŭ la dielektra materialo inter ili.
Energistoko: Paralelaj platoj kondensatoroj povas esti uzitaj por stoki elektran energion en iliaj elektraj kampoj. Ekzemple, ili povas esti uzitaj en lumfaliloj, fotoapparatoj, defibrililoj, etc. La energio stokita en paralela plato kondensatoro estas donita per:
kie U estas la stokita energio en juloj (J), C estas la kapacitanco en faradoj (F), kaj V estas la voltaĵo en voltaj (V).
Resumo
