Параллель тәрізді конденсатор: Анықтама, формула және қолданылуы
Параллель тәрізді конденсатор - бұл электр заряды мен энергияны екі проводимді пластан тұратын құрылғы. Пластар арасында электр талау түрінде сақталады. Пластар бір біріне жақын орналасқан және тендеу құрылғысына, мысалы, батареяға қосылады. Пластардың арасындағы орта вакуум, ауа немесе диэлектрикалық материал болуы мүмкін, бұл - электр талаумен поляризацияланатын изолятор.
Параллель тәрізді конденсатор деген не?
Параллель тәрізді конденсатор - бұл тең өлшемді A және қарама-қарсы заряды Q болған екі металл пластан тұратын құрылғы. Пластар V тендеу құрылғысына қосылады, олар арасында электр потенциалы айырмашылығы пайда болады. Пластар арасындағы электр талау Е тең және пластарға перпендикуляр болады, суретте көрсетілгендей (Сурет 1).
Пластар арасындағы электр талау Е мынадай формула бойынша анықталады:
мұнда V - пластар арасындағы тендеу, d - пластардың аралығы, σ - әрбір пласттың беттік заряды, ε0 - свободаның диэлектрикалық қабылдамасы.
Электр талау Е диэлектрикалық материалда P поляризациясын индуцирует, бұл - материалдың бір бирлік көлеміндегі диполь моменті. P поляризациясы диэлектриканың ішіндегі электр талауны азайтады және конденсатордың капацитетін арттырады.
Параллель тәрізді конденсатордың капацитеті C - әрбір пласттағы заряд Q және пластар арасындағы тендеу V қатынасы:
Капацитет C пластардың геометриясынан және олардың арасындағы диэлектрикалық материалдан тәуелді. Ауа немесе вакууммен айналысатын параллель тәрізді конденсатордың капацитеті C мынадай формула бойынша анықталады:
мұнда A - әрбір пласттың ауданы, d - пластардың аралығы.
Диэлектрикалық материалмен айналысатын параллель тәрізді конденсатордың капацитеті C мынадай формула бойынша анықталады:
мұнда k - материалдың салыстырмалы диэлектрикалық қабылдамасы немесе диэлектрикалық тұрақты, бұл - материалды электр талаумен қалай поляризацияланатындығын өлшенетін өлшемсіз шама.
Диэлектрикалық материалдың салыстырмалы диэлектрикалық қабылдамасы k әрқашан 1-ге тең немесе одан үлкен. k қатарының мәніне қарай, берілген тендеу үшін конденсаторда сақталатын заряд артық болады, сонымен қатар капацитет де артық болады.
Параллель тәрізді конденсаторлардың қолданылуы
Параллель тәрізді конденсаторлар физика және инженерия өнеркестерінің бірнеше саласында көптеген қолданылуы бар. Оның бірнеше қолданылуы мынадай:
Фильтрация: Параллель тәрізді конденсаторлар электр сигналынан қажет емес частоталарды немесе шуызды фильтрлеу үшін қолданылады. Мысалы, олар туынды ток (DC) сигналдарын қолдануға мүмкіндік береді, ал периодикалық ток (AC) сигналдары өтуіне мүмкіндік береді. Олар да энергия қызметкерлеріндегі напряжение өсу-кемулерін жөндетеуге қолданылады.
Түндеу: Параллель тәрізді конденсаторлар электр цептерін белгіленген частотада резонансқа түндейтін үшін қолданылады. Мысалы, олар радио, телевизор және басқа коммуникациялық құрылғыларда әр түрлі каналды немесе частота аралығын таңдау үшін қолданылады.
Өлшеу: Параллель тәрізді конденсаторлар басын, температураны, нымдылықты, созылуын және басқа физикалық шамаларды өлшеу үшін қолданылады. Мысалы, олар микрофондарда, термометрлерде, гигрометрлерде, акселерометрлерде қолданылады. Параллель тәрізді конденсатордың капацитеті пластардың аралығы немесе олардың арасындағы диэлектрикалық материал өзгеруіне байланысты өзгереді.
Энергия сақтау: Параллель тәрізді конденсаторлар электр энергиясын өздерінің электр талауларында сақтау үшін қолданылады. Мысалы, олар факелдерде, камераларда, дефибрилляторларда қолданылады. Параллель тәрізді конденсаторда сақталған энергия мынадай формула бойынша анықталады:
мұнда U - жоулар (J) бойынша сақталған энергия, C - фарад (F) бойынша капацитет, V - вольт (V) бойынша тендеу.
