პარალელური ფლაქონი: განმარტება ფორმულა და გამოყენება
პარალელური ფისკების კონდენსატორი არის მოწყობილობა, რომელიც შეიძლება შეინახოს ელექტრო დროში და ენერგია ელექტრო ველის ფორმაში ორ დიელექტრიკულ ფისკას შორის. ფისკები არიან დაშორებული პატარა დისტანცით და დაკავშირებული ვოლტაჟის წყაროსთან, როგორიცაა ბატარეა. ფისკებს შორის დისტანცია შეიძლება შეიცავდეს ჰაერს, ვაკუუმს ან დიელექტრიკულ მასალას, რომელიც არის იზოლატორი, რომელიც შეიძლება დაიპოლარიზოს ელექტრო ველით.
What is a Parallel Plate Capacitor?
პარალელური ფისკების კონდენსატორი განიხილება როგორც ორი ტოლი ფართობის მეტალური ფისკის დალაგება, რომლებიც არიან დაშორებული დისტანცია d და არიან დაკავშირებული ვოლტაჟის წყაროსთან V, რაც შექმნის ელექტრო პოტენციალის განსხვავებას მათ შორის. ფისკებს შორის ელექტრო ველი E არის ერთფერი და პერპენდიკულარული ფისკების მიმართ, როგორც არის ჩანაწერი ფიგურაში 1.
ფისკებს შორის ელექტრო ველი E განსაზღვრულია შემდეგი ფორმულით:
სადაც V არის ვოლტაჟი ფისკებს შორის, d არის ფისკებს შორის დისტანცია, σ არის დარტყმის სიმკვრივე თითოეულ ფისკაზე და ϵ0 არის თავისუფალი სივრცის დიელექტრიკულობა.
ელექტრო ველი E ინდუცირებს პოლარიზაციას P დიელექტრიკულ მასალაში, რომელიც არის დიპოლური მომენტი ერთეულ მოცულობაზე მასალის. პოლარიზაცია P შემცირებს ეფექტურ ელექტრო ველს E დიელექტრიკულ მასალაში და ზრდის კონდენსატორის კაპაციტანს C.
პარალელური ფისკების კონდენსატორის კაპაციტანს C განსაზღვრავს ფისკებზე დარტყმის Q და ვოლტაჟის V ფისკებს შორის შეფარდებით:
კაპაციტანსი C დამოკიდებულია ფისკების გეომეტრიაზე და დიელექტრიკულ მასალაზე ფისკებს შორის. პარალელური ფისკების კონდენსატორისთვის, რომელიც არის ჰაერი ან ვაკუუმი ფისკებს შორის, კაპაციტანსი C განსაზღვრულია შემდეგი ფორმულით:
სადაც A არის თითოეული ფისკის ფართობი და d არის ფისკებს შორის დისტანცია.
პარალელური ფისკების კონდენსატორისთვის, რომელიც არის დიელექტრიკული მასალა ფისკებს შორის, კაპაციტანსი C განსაზღვრულია შემდეგი ფორმულით:
სადაც k არის დიელექტრიკული მასალის შესაბამისი დიელექტრიკულობა ან დიელექტრიკული მუდმივა, რომელიც არის განზომილების გარეშე რიცხვი, რომელიც ზომავს რამდენად ადვილად შეიძლება დიელექტრიკული მასალა დაპოლარიზდეს ელექტრო ველით.
დიელექტრიკული მასალის შესაბამისი დიელექტრიკულობა k ყოველთვის არის დიდი ან ტოლი ერთის. რაც უფრო დიდია k-ის მნიშვნელობა, მით უფრო დიდი დროში შეიძლება შეინახოს კონდენსატორის შესაბამისი ვოლტაჟით და შესაბამისად უფრო დიდი კაპაციტანსი.
პარალელური ფისკების კონდენსატორების გამოყენება
პარალელური ფისკების კონდენსატორები გამოიყენება სამეცნიერო და ინჟინერინგის რამდენიმე სფეროში. ზოგიერთი მათგანი არის:
ფილტრაცია: პარალელური ფისკების კონდენსატორები გამოიყენება ელექტრო სიგნალებიდან უსასურველი სიხშირეების ან ხის ფილტრაციასთან. მაგალითად, ისინი შეიძლება დაბლოკონ დირექტული ელექტრო დრო (DC) სიგნალები და დასტურონ ალტერნატიული ელექტრო დრო (AC) სიგნალების გასავლელად. ისინი ასევე შეიძლება გამოიყენონ ელექტრო დროს შესაბამისი სარგებლობის შესაბამისი ვოლტაჟის სტაბილიზაციას.
ტუნინგი: პარალელური ფისკების კონდენსატორები გამოიყენება ელექტრო წრების რეზონანსის დროს განსაზღვრული სიხშირით. მაგალითად, ისინი შეიძლება გამოიყენონ რადიო, ტელევიზორები და სხვა კომუნიკაციის მოწყობილობებში კონკრეტული სარკინიოს ან სიხშირის ბანდის შერჩევისთვის.
სენსორი: პარალელური ფისკების კონდენსატორები გამოიყენება ფიზიკური რაოდენობების, როგორიცაა წნევა, ტემპერატურა, სითხე, დისპლაცია და ა.შ. გამოსავლენად. მაგალითად, ისინი შეიძლება გამოიყენონ მიკროფონებში, თერმომეტრებში, ჰიგრომეტრებში, აქსელერომეტრებში და ა.შ. პარალელური ფისკების კონდენსატორის კაპაციტანსი იცვლება ამ ფიზიკური რაოდენობების განსაზღვრას ფისკებს შორის დისტანციის ან დიელექტრიკულ მასალაში ცვლილების გამო.
ენერგიის შენახვა: პარალელური ფისკების კონდენსატორები გამოიყენება ელექტრო ენერგიის შენახვას მათ ელექტრო ველებში. მაგალითად, ისინი შეიძლება გამოიყენონ ფენაკელებში, კამერებში, დეფიბრილატორებში და ა.შ. პარალელური ფისკების კონდენსატორში შენახული ენერგია განსაზღვრულია შემდეგი ფორმულით:
