От чего зависит ёмкость конденсатора: Размер, материал и расстояние

Сегодня попытаюсь рассказать от чего же завит зависит ёмкость конденсатора, не утверждаю что это будет самое лучшее объяснение но думаю понятней других. Данная статья предназначена для того чтобы понять смысл, без глубокого проникновения в детали. И так, поехали.

Конденсатор состоит из 2 обкладок, сделанных из металла, которые отделены друг от друга слоем диэлектрика. При этом его толщина намного меньше площади пластин.

Наглядная схема из чего состоит конденсатор

Для зарядки он подключается к источнику постоянного тока. При этом на пластинах начинают быстро собираться противоположные по полярности, но идентичные по величине электрически заряженные частицы. Заряд (q, Кл) конденсатора, равен заряду, накопленному на одной из его обкладок.

В то же время, чем больше величина q, тем выше напряжение поля между его обкладками (U = ϕ2 – ϕ1, В). Таким образом отношение q / (ϕ2 – ϕ1) зависит исключительно от характеристик конкретного конденсатора.

Исход из этого, ёмкостью конденсатора является называется значение величины отношения q / U, которая показывает его возможность накапливать заряд.

Ёмкость конденсатора:

Наглядная формула С

Чтобы найти, от чего завит ёмкость устройства, выразим разность  потенциалов через действующую между обкладками напряжённость. Как известно, для обычного конденсатора, она будет равна:

Диэлектрическая проницаемость – это характеристика среды, характеризующая, во сколько раз уменьшается напряжённость электрического поля в веществе, по сравнению с вакуумом.

Исходя из этого:

Подставляя полученное значение в формулу, по которой определяется ёмкость конкретного конденсатора, получим:

 

Из полученной формулы видно, что ёмкость обычного конденсатора зависит от его геометрических размеров (расстояние между обкладками и площадью) и материалом, находящимся между пластинами.

Таким образом, чем меньше зазор между обкладками, тем больше ёмкость. Это происходит потому, что на небольшом расстоянии заряды сильнее взаимодействуют друг с другом. И положительные частицы на одной обкладке сильнее притягивают отрицательны частицы с другой пластины. При этом количество отрицательных частиц увеличивается, а значит увеличивается заряд. То же самое происходит и с положительными частицами на другой обкладке. При этом разность потенциалов остаётся той же, так дополнительной работы по перемещению заряженных частиц не выполняется.

При увеличении площади пластин ёмкость возрастает, так как заряженные частицы распределяются на большей площади. Значит на каждой из обкладок теперь можно накопить больше заряда, при этом разность потенциалов остаётся постоянной.

При использовании материала с большей диэлектрической проницаемостью напряжённость поля уменьшается, как это видно из определения. Так как напряжённость прямо пропорциональна разности потенциалов, то напряжение тоже становиться меньше. При этом заряд остаётся постоянным. Значит ёмкость конденсатора уменьшается.

Оцените статью
СхемаТок
Добавить комментарий

Adblock
detector