Il condensatore è un tipo di componente elettrico e la funzione principale di questo è quello di immagazzinare l'energia sotto forma di carica elettrica e genera una differenza di potenziale tra le sue due piastre simile a una mini batteria ricaricabile. Condensatori sono disponibili in diverse tipologie da molto piccole a grandi ma la funzione di tutte queste è la stessa di immagazzinare carica elettrica. Un condensatore include due piastre metalliche separate elettricamente dall'aria o da un buon materiale isolante come ceramica, plastica, mica, ecc. Questo materiale isolante è noto come dielettrico. Questo articolo discute una panoramica del condensatore a piastre parallele e funziona.
Cos'è un condensatore a piastre parallele?
Definizione: Un condensatore che può essere formato utilizzando la disposizione di elettrodi e materiale isolante simile dielettrico è noto come un condensatore a piastre parallele. Il condensatore include due piastre conduttive separate da un materiale dielettrico. Qui le piastre conduttrici fungono da elettrodi.
Condensatore a piastre parallele
La costruzione di questo condensatore può essere eseguita con l'aiuto di piastre metalliche altrimenti lamine metallizzate. Questi sono disposti in parallelo tra loro con uguale distanza. Le due piastre parallele nel condensatore sono collegate all'alimentazione. Quando la piastra primaria del condensatore è collegata al terminale + Ve della batteria, riceve una carica positiva. Allo stesso modo, quando la seconda piastra del condensatore è collegata a un terminale negativo della batteria, riceve una carica negativa. Quindi immagazzina l'energia tra le piastre a causa delle cariche di attrazione.
Condensatore a piastre parallele
Schema elettrico
Il seguente circuito di un condensatore a piastre parallele viene utilizzato per caricare il condensatore. In questo circuito, 'C' è il condensatore, la differenza di potenziale è 'V' e 'K' è l'interruttore.
Una volta che la chiave come 'K' è chiusa, il flusso di elettroni dalla piastra1 inizierà a fluire nella direzione del terminale + Ve della batteria. Quindi il flusso di elettroni sarà dall'estremità –Ve della batteria alla fine + Ve.
Circuito condensatore a piastre parallele
Nella batteria, il flusso di elettroni in direzione dell'estremità positiva, dopodiché inizieranno a fluire nella piastra2. In questo modo, queste due piastre riceveranno cariche, dove una piastra riceverà una carica positiva e la seconda riceverà una carica negativa.
Questa procedura continuerà una volta che il condensatore ottiene una differenza di potenziale nella quantità precisa della batteria. Una volta interrotto questo processo, il condensatore immagazzina la carica elettrica inclusa la differenza di potenziale. La carica nel condensatore può essere scritta come Q = CV
Principio del condensatore a piastre parallele
Sappiamo che possiamo fornire una certa quantità di carica elettrica a una piastra del condensatore. Se forniamo più energia, si verifica un aumento del potenziale in modo che porti a un deflusso nella carica. Una volta che la piastra2 è disposta accanto alla piastra1 che riceve una carica positiva, verrà fornita una carica negativa a questa piastra2.
Se otteniamo plate2 ed è posizionato accanto a plate1, allora l'energia negativa può essere fornita attraverso plate2. Questa piastra caricata negativamente è più vicina alla piastra caricata positivamente. Quando piastra1 e piastra2 hanno cariche, la carica negativa sulla piastra2 diminuirà la differenza di potenziale sulla prima piastra.
In alternativa, la carica positiva sulla seconda piastra aumenterà la variazione potenziale sulla prima piastra. Tuttavia, la carica negativa sulla piastra 2 avrà un impatto aggiuntivo. Pertanto, è possibile fornire più carica sulla piastra 1. Quindi la disparità potenziale sarà minore a causa delle cariche negative sulla seconda piastra.
La capacità del condensatore a piastre parallele
La direzione del campo elettrico non è altro che il flusso della carica di prova positiva. La limitazione del corpo può essere utilizzata per memorizzare il file energia elettrica è noto come capacità. Un condensatore include la sua capacità in modo simile, il condensatore a piastre parallele include due piastre metalliche con area 'A' e queste sono separate attraverso la 'distanza'. La formula del condensatore a piastre parallele può essere mostrata di seguito.
C = k * ϵ0 * A * d
Dove,
'Εo' è la permittività dello spazio
'K' è la permittività relativa del materiale dielettrico
'D' è la partizione tra le due piastre
'A' è l'area di due piastre
Derivazione di condensatori a piastre parallele
Di seguito è mostrato il condensatore con due piastre disposte in parallelo.
Derivazione del condensatore
La prima piastra nel condensatore trasporta la carica '+ Q' e la seconda piastra trasporta la carica '-Q'. L'area tra queste piastre può essere indicata con 'A' e la distanza (d). Qui, 'd' è più piccola dell'area delle piastre (d< σ = Q / A Allo stesso modo, quando l'intera carica sulla seconda piastra è '-Q' e l'area della piastra è 'A', la densità della carica superficiale può essere derivata come σ = -Q / A Le regioni di questo condensatore possono essere suddivise in tre divisioni come area1, area2 e area3. L'area 1 è lasciata alla piastra1, l'area 2 è tra i piani e l'area 3 è la destra della seconda piastra. Il campo elettrico può essere calcolato nella regione attorno al condensatore. Qui, il campo elettrico è consistente e il suo percorso va dalla piastra + Ve alla piastra –Ve. La differenza di potenziale viene calcolata attraverso il condensatore moltiplicando lo spazio tra i piani con il campo elettrico, può essere derivata come, V = Exd = 1 / ε (Qd / A) La capacità della piastra parallela può essere derivata come C = Q / V = εoA / d Di seguito è mostrata la capacità di un condensatore a piastre parallele con 2 dielettrici. Ogni area della piastra è Am2 e separata dalla distanza d-metro. I due dielettrici sono K1 e k2, quindi la capacità sarà come la seguente. La capacità della metà primaria della larghezza del condensatore è d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d Allo stesso modo, la capacità della metà successiva del condensatore è C2 = 2K2Aϵ0 / d Una volta che questi due condensatori sono collegati in serie, la capacità netta sarà Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / d (K1K2 / / K1 + K2) Le applicazioni del condensatore a piastre parallele includono quanto segue. 1). Cos'è un condensatore a piastre parallele? Quando due piastre metalliche sono collegate in parallelo separandole con a materiale dielettrico è noto come un condensatore a piastre parallele. 2). Come possiamo calcolare la capacità di un condensatore a piastre parallele? La capacità di questo condensatore può essere calcolata utilizzando questa formula come C = ε (A / d). 3). Qual è l'unità SI di un condensatore L'unità SI è il farad (F). 4). Da cosa dipende la capacità del condensatore a piastre parallele? Dipende dalla distanza e dall'area delle due piastre. Quindi, si tratta di una panoramica del condensatore a piastre parallele. Ogni volta che è necessario immagazzinare una quantità elevata di carica elettrica un condensatore , non è possibile all'interno di un singolo condensatore. Quindi un condensatore a piastre parallele viene utilizzato per immagazzinare un'elevata quantità di energia elettrica poiché utilizzano due piastre come elettrodi. Ecco una domanda per te, quali sono i vantaggi e gli svantaggi di un condensatore a piastre parallele?Usi / applicazioni dei condensatori a piastre parallele
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