Ορισμός του πυκνωτή
Πυκνωτής είναι μια συσκευή ικανή να συσσωρεύεται ηλεκτρικά φορτία όταν ένα πιθανή διαφορά δημιουργείται μεταξύ των τερματικών σας. Ο χωρητικότητα των πυκνωτών, με τη σειρά του, είναι το μέτρο του ποσού φόρτισης που μπορεί να συσσωρεύσει η συσκευή για μια δεδομένη πιθανή διαφορά.
Οι πυκνωτές γενικά παράγονται με έναν απλό τρόπο, σχηματισμένοι από δύο παράλληλες αγώγιμες πλάκες, που ονομάζονται οπλισμοί, οι οποίοι μπορεί ή δεν μπορούν να γεμίσουν με ένα πολύ μέσο. διηλεκτρικός (μονωτικός).
Σε τι χρησιμεύουν οι πυκνωτές;
Οι πυκνωτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλους σκοπούς εκτός από την κύρια λειτουργία τους, που είναι αποθηκεύστε ηλεκτρικά φορτία. Αυτές οι συσκευές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα που τροφοδοτούνται από εναλλασσόμενα ηλεκτρικά ρεύματα, όταν είναι επιθυμητός ο σχηματισμός συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος, όπως στην περίπτωση οικιακών συσκευών, όπως ψυγεία, μπλέντερ, μηχανήματα πλύσιμο και ούτω καθεξής.
Ένα ηλεκτρικό ρεύμα, ωστόσο, δεν θα ρέει μέσω του κυκλώματος έως ότου οι πυκνωτές φορτιστούν πλήρως. Αυτό μπορεί
μείωση της φθοράς παράγεται από το μεγάλο παραλλαγές ηλεκτρικού ρεύματος που παράγεται όταν είναι ηλεκτρονική συσκευή αναμμένο ή μακριά από.Λόγω της μεγάλης ευκολίας τους στην αποθήκευση ηλεκτρικών φορτίων, οι πυκνωτές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να καλύψουν τη ζήτηση υψηλά ηλεκτρικά ρεύματα που απαιτούνται από κάποιο κύκλωμα υψηλής ισχύος, όπως μεγάλα στερεοφωνικά που χρησιμοποιούνται στο παραστάσεις.
Κοίταεπίσης: Ένωση πυκνωτών
Τύπος χωρητικότητας
Η χωρητικότητα είναι μια φυσική ποσότητα που σχετίζεται με το ποσό των ηλεκτρικών φορτίων που ένας πυκνωτής μπορεί να αποθηκεύσει για μια δεδομένη πιθανή διαφορά. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητά του, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα φόρτισης που αποθηκεύεται από τον πυκνωτή για την ίδια ηλεκτρική τάση.
Μπορούμε να υπολογίσουμε τη χωρητικότητα με τη σχέση μεταξύ του ποσού των αποθηκευμένων φορτίων και της ηλεκτρικής τάσης:
Υπότιτλος:
ΝΤΟ - χωρητικότητα (F - farad)
Ερ - αποθηκευμένο ηλεκτρικό φορτίο (C-coulomb)
Ε - ηλεκτρική τάση ή διαφορά δυναμικού (V - volt)
Η μονάδα χωρητικότητας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) είναι το ηλεκτρική μονάδα (F), μονάδα που ισούται με coulomb ανά βολτ (ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ).
Η χωρητικότητα επηρεάζεται επίσης από γεωμετρικοί παράγοντες των πυκνωτών: το απόσταση (ρε) ανάμεσα στις πλάκες οπλισμού των πυκνωτών και αυτών περιοχή (Ο) επηρεάζουν το μέγιστο ποσό χρεώσεων που μπορούν να συσσωρευτούν από αυτούς. Ένας άλλος παράγοντας που μπορεί να επηρεάσει το χωρητικότητα και το ανεκτικότηταδιηλεκτρικός (ε) από τη μέση που εισάγεται μεταξύ των πλακών ενός πυκνωτή: όσο μεγαλύτερη είναι η διηλεκτρική διαπερατότητα του μέσου, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η μέγιστη ποσότητα φόρτισης που είναι αποθηκευμένη σε έναν πυκνωτή.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Έτσι, η χωρητικότητα ενός πυκνωτή παράλληλης πλάκας μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη σχέση:
Υπότιτλος:
ΝΤΟ - χωρητικότητα (F)
ε – ηλεκτρική διαπερατότητα του μέσου (F / m)
Ο - εμβαδόν των πλακών πυκνωτή (m²)
ρε - απόσταση μεταξύ πλακών πυκνωτή (m)
Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα σχηματικό ενός πυκνωτή παράλληλης πλάκας:
Στο παραπάνω σχήμα, το Α είναι η περιοχή μιας από τις πλάκες και το d είναι η απόσταση μεταξύ τους.
Τύπος ενέργειας αποθηκευμένη σε πυκνωτές
Μπορούμε να υπολογίσουμε την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που αποθηκεύεται μεταξύ των οπλισμών ενός πυκνωτή χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
Υπότιτλος:
ΚΑΙΔΟΧΕΙΟ - ηλεκτρική ενέργεια δυναμικού (J - joules)
Ερ - ηλεκτρικό φορτίο (C - coulombs)
Ε - Ηλεκτρική τάση (ή διαφορά δυναμικού) (V - volt)
Μέσω της παραπάνω εξίσωσης και του τύπου χωρητικότητας, μπορούμε επίσης να συμπεράνουμε μια δεύτερη εξίσωση, που δίνεται από:
Υπότιτλος:
ΚΑΙΔΟΧΕΙΟ - ηλεκτρικό δυναμικό ενέργειας (J)
ΝΤΟ - χωρητικότητα (F)
Ε - Ηλεκτρική τάση ή διαφορά δυναμικού (V)
Η άσκηση λύθηκε
Ένας πυκνωτής παράλληλης πλάκας χωρητικότητας ίσης με 2,0 μF συνδέεται με δυναμικό 220,0 V. Υπολογίστε το μέγεθος του ηλεκτρικού φορτίου που είναι αποθηκευμένο μεταξύ των οπλισμών του πυκνωτή και της ηλεκτρικής του δυναμικής ενέργειας.
Ανάλυση:
Για να λύσουμε αυτήν την άσκηση, αρχικά, θα χρησιμοποιήσουμε τον τύπο χωρητικότητας που σχετίζεται με το φορτίο και την ηλεκτρική τάση. Παρακολουθώ:
Σύμφωνα με τα δεδομένα που παρέχονται από τη δήλωση άσκησης, πρέπει:
Στη συνέχεια, για να υπολογίσουμε την ηλεκτρική ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή, χρησιμοποιούμε τον ακόλουθο τύπο:
Με αυτόν τον τρόπο, θα έχουμε την ακόλουθη ανάλυση:
Από τον Rafael Hellerbrock
Αποφοίτησε στη Φυσική
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Τι είναι ένας πυκνωτής;"; Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-capacitor.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
