Faktori, kas ietekmē kapacitāti

Katrīna Žaltkovska (Maijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Faktori, kas ietekmē kapacitāti

13. nodaļa - kondensatori


Kondensatora konstrukcijai ir trīs galvenie faktori, kas nosaka kapacitātes lielumu. Šie faktori visdiktē kapacitāti, ietekmējot to, cik lielā mērā elektriskā lauka spēks (spriegums starp abām plāksnēm) attīstīs elektriskā lauka plūsmu (relatīvo elektronu atšķirību starp plāksnēm):

PLĪTISKAIS APGABALS: Visi pārējie faktori ir vienādi, lielāka plāksnīte nodrošina lielāku kapacitāti; mazāka plāksnīte nodrošina mazāk kapacitātes.

Paskaidrojums. Lielāka plākšņu platība rada lielāku lauka plūsmu (uz plāksnēm uzkrājama lādiņa) konkrētam lauka spēkam (spriegums pāri plāksnēm).

PLĀTŅU SPĒKŠANA: visi pārējie faktori ir vienādi, papildu plāksnes atstatums rada mazāku kapacitāti; Tuvāka plāksnes atstarpe nodrošina lielāku kapacitāti.

Paskaidrojums. Tuvākam atstatumam ir lielāks lauka spēks (spriegums pāri kondensatorim dalīts ar attālumu starp plāksnēm), kas rada lielāku lauka plūsmu (uzlādē uzlādēta maksa) jebkuram spriegumam, kas tiek pielikts starp plāksnēm.

DIELECTRIC MATERIAL: visiem pārējiem faktoriem ir vienāds, lielāka dielektriskā caurlaidība nodrošina lielāku kapacitāti; mazāka dielektriskās caurlaidība nodrošina mazāku kapacitāti.

Paskaidrojums. Kaut arī sarežģīti ir izskaidrot, daži materiāli piedāvā mazāk pretestības lauka plūsmai konkrētam lauka spēkam. Materiāli ar lielāku caurlaidību pieļauj lielāku lauka plūsmu (piedāvā mazāk opozīcijas) un tādējādi lielāku savākto maksu jebkuram konkrētam lauka spēka daudzumam (pielietojamais spriegums).

"Relatīvā" caurlaidība nozīmē materiāla caurlaidību, salīdzinot ar tīra vakuuma saturu. Jo lielāks skaits, jo lielāka materiāla caurlaidība. Piemēram, stikls ar relatīvo caurlaidību 7 ir septiņas reizes lielāks par tīra vakuuma caurlaidību, un tādējādi tas ļaus izveidot elektriskā lauka plūsmu, kas septiņas reizes ir spēcīgāka nekā vakuuma, un visi pārējie faktori ir vienādi.

Tālāk ir sniegta tabula, kurā uzskaitītas dažādu kopīgo vielu relatīvās caurlaidības (pazīstamas arī kā "dielektriskā konstante"):

 Materiāls Relatīvā caurlaidība (dielektriskā konstante) =========================================== ================= Vakuums ------------------------- 1.0000 Gaiss ----- ----------------------- 1.0006 PTFE, FEP ("Teflon") -------------- 2.0 Polipropilēns ----- ------------- 2, 20 līdz 2, 28 ABS sveķi ---------------------- 2, 4 līdz 3, 2 Polistirols ------ -------------- 2, 45 līdz 4, 0 Vaksētais papīrs -------------------- 2, 5 Transformatoru eļļa -------- -------- 2, 5 līdz 4 cietās gumijas -------------------- 2, 5 līdz 4, 80 Koka (ozols) ---------- ----------- 3.3 Silikoni ---------------------- 3.4 līdz 4.3 Bakelīts ----------- ------------ 3.5 līdz 6.0 Kvarca, kausēta ------------------ 3.8 Koks (Kļava) -------- ---------- 4.4 Stikls -------------------------- 4.9 līdz 7.5 Riekstu eļļa ------ -------------- 5.0 Koksne (bērzs) ------------------- 5.2 Vizlas, muskoviča -------- -------- 5, 0 līdz 8, 7 Stikla vijumi -------------- 6, 3 līdz 9, 3 Porcelāns, steatits ------------ 6, 5 Alumīnijs - ----------------------- 8.0 līdz 10.0. Destilēts ūdens ------ --------- 80, 0 Bāri-stroncija-titanīts ------ 7500 

Ar šo formulu var atrast kapacitātes tuvināšanu jebkuram atdalītam vadītājam.

Kondensatoru var mainīt, nevis fiksēt vērtību, mainot visus fiziskos faktorus, kas nosaka kapacitāti. Viens salīdzinoši vienkāršs faktors, kas kondensatora konstrukcijā atšķiras, ir plāksnes lauka vai, pareizi, plākšņu pārklāšanās daudzums.

Sekojošā fotogrāfija parāda mainīgā kondensatora piemēru, izmantojot pakešu metāla plākšņu komplektu un gaisa atstarpi kā dielektrisko materiālu:

Tā kā vārpsta tiek pagriezta, pakāpe, kādā plākšņu komplekti pārklājas, atšķiras, mainot plākšņu faktisko platību, starp kurām var izveidot koncentrētu elektrisko lauku. Šim kondensatoram ir capacitance picofarad diapazonā, un atrod izmanto radio ķēdes.