Què és un condensador de plaques paral·leles: principi i la seva derivació

Què és un condensador de plaques paral·leles: principi i la seva derivació

El condensador és un tipus de component elèctric i la funció principal d’aquest és emmagatzemar l’energia en forma de càrrega elèctrica i genera una diferència de potencial a través de les seves dues plaques similar a una mini bateria recarregable. Condensadors estan disponibles en diferents tipus, des de molt petit fins a gran, però la funció de tots aquests és la mateixa que emmagatzemar càrrega elèctrica. Un condensador inclou dues plaques metàl·liques que es separen elèctricament a través de l'aire o un bon material aïllant com ceràmica, plàstic, mica, etc. Aquest material aïllant es coneix com a dielèctric. En aquest article es descriu una visió general del condensador de placa paral·lela i funciona.



Què és un condensador de placa paral·lela?

Definició: Un condensador que es pot formar mitjançant la disposició d'elèctrodes i materials aïllants com dielèctric es coneix com a condensador de placa paral·lela. El condensador inclou dues plaques conductores que es separen a través d’un material dielèctric. Aquí les plaques conductores actuen com a elèctrodes.


Construcció de condensadors de plaques paral·leles

La construcció d’aquest condensador es pot fer amb l’ajut de plaques metàl·liques, en cas contrari, plaques de làmines metal·litzades. Aquests estan disposats en paral·lel entre si amb igual distància. Les dues plaques paral·leles del condensador estan connectades a la font d'alimentació. Quan la placa principal del condensador està connectada al terminal + Ve de la bateria, obté una càrrega positiva. De la mateixa manera, quan la segona placa del condensador està connectada a un terminal negatiu de la bateria, obté una càrrega negativa. Així, emmagatzema l’energia entre les plaques a causa de les càrregues d’atracció.





Construcció de condensadors de plaques paral·leles

Construcció de condensadors de plaques paral·leles

Esquema de connexions

El següent circuit d’un condensador de placa paral·lela s’utilitza per carregar el condensador. En aquest circuit, ‘C’ és el condensador, la diferència de potencial és ‘V’ i ‘K’ és l’interruptor.



Un cop tancada la tecla com ‘K’, el flux d’electrons de la placa1 començarà a fluir en la direcció del terminal + Ve de la bateria. Per tant, el flux d’electrons serà des de l’extrem –Ve de la bateria fins a l’extrem + Ve.

Circuit de condensadors de plaques paral·leles

Circuit de condensadors de plaques paral·leles

A la bateria, el flux d’electrons en la direcció de l’extrem positiu, després començaran a fluir a la placa2. Així, aquestes dues plaques obtindran càrregues, on una placa obtindrà una càrrega positiva i la segona placa obtindrà una càrrega negativa.


Aquest procediment continuarà quan el condensador obtingui una diferència de potencial en la quantitat exacta de bateria. Un cop aquest procés s'atura, el condensador emmagatzema la càrrega elèctrica, inclosa la diferència de potencial. La càrrega al condensador es pot escriure com Q = CV

Principi del condensador de plaques paral·leles

Sabem que podem subministrar una certa quantitat de càrrega elèctrica a una placa de condensador. Si proporcionem més energia, hi haurà un increment del potencial de manera que condueixi a una sortida de la càrrega. Un cop disposada la placa2 al costat de la placa1, que obté una càrrega positiva, es subministrarà una càrrega negativa a aquesta placa2.

Si obtenim la placa2 i es col·loca al costat de la placa1, es pot subministrar energia negativa a través de la placa2. Aquesta placa carregada negativament és més propera a la placa carregada positivament. Quan la placa 1 i la placa 2 tenen càrregues, la càrrega negativa de la placa 2 disminuirà la diferència de potencial a la primera placa.

Com a alternativa, la càrrega positiva de la segona placa augmentarà la variació potencial de la primera placa. No obstant això, la càrrega negativa a la placa 2 tindrà un impacte addicional. Per tant, es pot donar més càrrega a la placa 1. Per tant, la disparitat potencial serà menor a causa de les càrregues negatives de la segona placa.

La capacitat del condensador de plaques paral·leles

La direcció del camp elèctric no és altra cosa que el flux de la càrrega positiva de la prova. La limitació del cos es pot utilitzar per emmagatzemar energia elèctrica es coneix com a capacitat. Un condensador inclou la seva capacitat de manera similar, el condensador de plaques paral·leles inclou dues plaques metàl·liques amb l'àrea 'A', i aquestes es separen a través de la distància. La fórmula del condensador de placa paral·lela es pot mostrar a continuació.

C = k * ϵ0 * A * d

On,

‘Εo’ és la permitivitat de l’espai

‘K’ és la permitivitat relativa del material dielèctric

‘D’ és la partició entre les dues plaques

‘A’ és l’àrea de dues plaques

Derivació del condensador de plaques paral·leles

A continuació es mostra el condensador amb dues plaques en paral·lel.

Derivació del condensador

Derivació del condensador

La primera placa del condensador porta càrrega ‘+ Q’ i la segona placa té càrrega ‘–Q’. L’àrea entre aquestes plaques es pot denotar amb ‘A’ i la distància (d). Aquí, 'd' és més petit que l'àrea de les plaques (d<

σ = Q / A

De la mateixa manera, quan tota la càrrega de la segona placa és '-Q' i l'àrea de la placa és 'A', la densitat de la càrrega superficial es pot derivar com

σ = -Q / A

Les regions d’aquest condensador es poden dividir en tres divisions com area1, area2 i area3. L'àrea 1 es deixa a la placa 1, l'àrea 2 està entre els plans i l'àrea 3 és la dreta de la segona placa. El camp elèctric es pot calcular a la regió al voltant del condensador. Aquí, el camp elèctric és consistent i el seu recorregut és des de la placa + Ve fins a la placa –Ve.

La diferència de potencial es calcula a través del condensador multiplicant l’espai entre els plans amb el camp elèctric, es pot derivar com:

V = Exd = 1 / ε (Qd / A)

La capacitat de la placa paral·lela es pot derivar com C = Q / V = ​​εoA / d

A continuació es mostra la capacitat d’un condensador de placa paral·lela amb 2 dielèctrics. Cada àrea de la placa és Am2 i està separada amb una distància de d-metres. Els dos dielèctrics són K1 i k2, llavors la capacitat serà com la següent.

La capacitat de la meitat primària de l'amplada del condensador és d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d

De la mateixa manera, la capacitat de la següent meitat del condensador és C2 = 2K2Aϵ0 / d

Un cop connectats aquests dos condensadors en sèrie, la capacitat neta serà

Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / d (K1K2 / / K1 + K2)

Usos / aplicacions del condensador de plaques paral·leles

Les aplicacions del condensador de placa paral·lela inclouen les següents.

  • En connectar diferents condensadors en paral·lel en un circuit, emmagatzemarà més energia perquè la capacitat resultant és el nombre de capacitats individuals de tots els tipus de condensadors del circuit.
  • Els condensadors de placa paral·lela s’utilitzen a les fonts d’alimentació de CC per filtrar el senyal o / p i eliminar l’ondulació de corrent altern
  • Es poden utilitzar els bancs de condensadors per emmagatzemar energia PF (factor de potència) correcció mitjançant càrregues inductives.
  • S’utilitzen a automòbil indústries per a la frenada regenerativa dins de vehicles enormes.

Preguntes freqüents

1). Què és un condensador de placa paral·lela?

Quan dues plaques metàl·liques es connecten en paral·lel separant-se amb a material dielèctric es coneix com a condensador de placa paral·lela.

2). Com podem calcular la capacitat d’un condensador de placa paral·lela?

La capacitat d'aquest condensador es pot calcular utilitzant aquesta fórmula com C = ε (A / d).

3). Quina és la unitat SI d’un condensador

La unitat SI és la farada (F).

4). De què depèn la capacitat del condensador de la placa paral·lela?

Depèn de la distància i l’àrea de les dues plaques.

Per tant, es tracta d’una visió general del condensador de placa paral·lela. Sempre que cal emmagatzemar l’elevada quantitat de càrrega elèctrica un condensador , no és possible dins d'un condensador únic. Per tant, s’utilitza un condensador de plaques paral·leles per emmagatzemar una gran quantitat d’energia elèctrica, ja que utilitzen dues plaques com elèctrodes. Aquí teniu una pregunta, quins avantatges i desavantatges té un condensador de placa paral·lela?