Kapasaita ya Viwango Vipande: Maana, Formula, na Matumizi

Capacitor wa kifuniko cha miguu ni kifaa kinachoweza kuhifadhi nguvu ya umeme na nishati katika aina ya kifuniko cha miguu kati ya miguu miwili ya kutoa umeme. Miguu hayo yanaelekezwa na umbali ndogo na yameunganishwa na chanzo cha voltage, kama vile bateriya. Nyelelo kati ya miguu haya inaweza kuwa na hewa, vakansi, au chombo cha dielectric, ambacho ni chombo chenye uwezo wa kupolarizwa na maumbo ya umeme.

Nini Capacitor wa Kifuniko cha Miguu?

Capacitor wa kifuniko cha miguu unafanikiwa kutokana na muundo wa miguu miwili ya chuma yenye eneo sawa A na nguvu tofauti Q, yaliyoelekezwa na umbali d. Miguu haya yameunganishwa na chanzo cha voltage V, ambacho kilichofanya electric potential tofauti kati yao. Nyuzi ya umeme E kati ya miguu ni sawa na inaendelea kwenye penewu na miguu, kama inavyoonekana kwenye Chakramu 1.

Nyuzi ya umeme E kati ya miguu inatefsiriwa kwa:

ambapo V ni voltage kati ya miguu, d ni umbali kati ya miguu, σ ni ukubwa wa nguvu kwenye usafi wa miguu, na ϵ0 ni permittivity of free space.

Chopo cha umeme E hutengeneza utambulisho wa P katika vifaa vya dielectric, ambayo ni dipole moment kwa kila ulimwengu wa vifaa. Utambulisho wa P unapunguza chochote cha umeme E ndani ya dielectric na kunzima capacitance C ya capacitor.

Capacitance C ya capacitor wa maegeshi mawili ni uwiano wa charge Q kwenye kila maegeshi kwa voltage V yenye maegeshi:

Capacitance C inatumika kulingana na muundo wa maegeshi na vifaa vya dielectric yenye maegeshi. Kwa capacitor wa maegeshi mawili wenye hewa au vacuum yenye maegeshi, capacitance C inapatikana kwa:

ambapo A ni eneo la kila maegeshi na d ni umbali kati ya maegeshi.

Kwa capacitor wa maegeshi mawili wenye vifaa vya dielectric yenye maegeshi, capacitance C inapatikana kwa:

ambapo k ni relative permittivity au dielectric constant ya vifaa, ambayo ni kiasi lisilo na vipimo linalomeka kama vifaa vinavyoweza kutambuliwa na choppo cha umeme.

Relative permittivity k ya vifaa vya dielectric ni daima zaidi au sawa na 1. Kwa kiwango kibaya cha k, zaidi ya charge inaweza kuwekwa kwenye capacitor kwa ajili ya voltage moja, na hivyo capacitance ni zaidi.

Mtumiaji wa Capacitors wa Maegeshi Mawili

Capacitors wa maegeshi mawili wana matumizi mengi katika masomo tofauti na uhandisi. Baadhi yao ni:

• Uchambuzi: Capacitors wa viti viwili vinaweza kutumika kuchambua sauti zisizohitajika au kelele kutoka kwenye ishara ya umeme. Kwa mfano, wanaweza kukata signals za umeme mstari (DC) na kuwezesha signals za umeme mawingi (AC) kutempuka. Wanaweza pia kutumika kusafisha mabadiliko ya umeme katika chanzo cha umeme.

• Tunza: Capacitors wa viti viwili vinaweza kutumika kutunza mzunguko wa umeme kufanya uonekane kwenye kiwango cha kimahubiri kinachotakikana. Kwa mfano, wanaweza kutumika katika radios, televisions, na vifaa vingine vya mawasiliano kutokagua kanala au bandi ya kiwango cha kimahubiri.

• Kujidhihisi: Capacitors wa viti viwili vinaweza kutumika kujidhihisi aina mbalimbali za kutosha kama vile presha, joto, upungufu, ukubwa, na kadhalika. Kwa mfano, wanaweza kutumika katika mikrofoni, thermometers, hygrometers, accelerometers, na kadhalika. Capacitance ya capacitor wa viti viwili hupata mabadiliko kwa sababu ya mabadiliko ya umbali kati ya vitu viwili au material ya dielectric kati yao.

• Kuhifadhi nishati: Capacitors wa viti viwili vinaweza kutumika kuhifadhi nishati ya umeme kwenye magnetic fields zao. Kwa mfano, wanaweza kutumika katika flashlights, cameras, defibrillators, na kadhalika. Nishati iliyohifadhiwa katika capacitor wa viti viwili inaonyeshwa:

ambapo U ni nishati iliyohifadhiwa katika joules (J), C ni capacitance katika farads (F), na V ni voltage katika volts (V).

Makasumatanga

• Capacitor wa viti viwili ni vifaa ambavyo vinaweza kuhifadhi electric charge na nishati katika magnetic field kati ya viti viwili vilivyoseparatika kwa umbali.

• Capacitance ya capacitor wa viti viwili ni sawa na eneo la kila kitu na ni sawa na umbali kati yao. Pia inategemea material ya dielectric kati ya viti, ambayo huongeza capacitance.

• Capacitors wa viti viwili wana matumizi mengi katika uchambuzi, tunza, kujidhihisi, na kuhifadhi nishati. Wanaweza kutumika kutekeleza au kupita sauti zisizohitajika, kutokagua kiwango cha kimahubiri, kutathmini kutosha, na kuhifadhi nishati ya umeme.

Chanzo: Electrical4u.

Ushauri: Respect the original, maoni mazuri yanayostahimili kuwasilishwa, ikiwa kuna ushawishi tafadhali wasiliana ili kufuta.