السعة من مكثف

اثنين من الموصلات، والتي هي معزولة عن بعضها البعض وضعت بالقرب، تشكل مكثف.

الموصلات تشكيل مكثف يتم شحنها مع نفس الحجم ورسوم مختلفة.

تطبيق واسع في الممارسة يجد شقةمكثف يتكون من صفائح معدنية موازية مسطحة مفصولة بطبقة عازلة. المسافة بين لوحات صغيرة بالمقارنة مع حجمها. وتسمى لوحات المكثف لوحات مكثف.

لشحن لوحات يساوي العكسرسوم، يمكنك إرفاقها إلى أعمدة من الجهاز الكهربائي. ثم شحنة سالبة سوف تمر إلى لوحة واحدة، في حين أن الآخر سوف تتلقى شحنة موجبة.

فمن الممكن لربط واحدة من لوحات إلى القطب من الجهاز،والآخر مرتكز؛ ثم على لوحة أخرى، عن طريق الاستقراء، وسوف يكون هناك تهمة من نفس التهمة ومساواة في تهمة لشحن لوحة الأولى. إذا كانت اللوحة A مشحونة إيجابيا، ثم لوحة B مشحونة سلبا عن طريق الحث. يتم تحييد الشحنة الإيجابية من لوحة B من قبل الإلكترونات التي تتدفق إلى لوحة من الأرض، والذي هو عمليا مصدر لا ينضب منها. عندما يتم توجيه الشحنة الموجبة B إلى لوحة موجبة الشحنة A، وسوف يكون موجودا على طول السطح الداخلي للوحة تواجه A.

إذا كانت لوحة A مشحونة سلبا، ثم الإلكترونات الحرة من لوحة ب صد لوحة A والذهاب إلى الأرض، يتم احتساب لوحة B إيجابيا.

في كلتا الحالتين، تتركز التهم فقط على السطوح A و B تواجه بعضها البعض.

عدم وجود رسوم على الأسطح الخارجية يعطيإمكانية نقل الرسوم تماما إلى مكثف عن طريق الجانبين الخارجي من لوحات. يتم تحديد تهمة مكثف من قبل تهمة واحدة من لوحات لها، لأنه من ناحية أخرى عن طريق التعريفي هناك مساوية في تهمة حجم.

نحن ربط لوحة واحدة من المكثف مع قضيبوالالكتروميتر، واللوحة الأخرى والجسم من الكهرومترات. باستخدام اختبار الكرة، ونحن سوف نقل مكثف في سلسلة في أجزاء متساوية. نلاحظ أنه عندما يتم زيادة التهمة بنسبة 2، 3، 4 مرات أو أكثر، على التوالي، في 2، 3، 4 أو أكثر من مرة، والفرق المحتمل للمكثف يزيد.

هذه القيمة، التي تقاس بنسبة تهمة مكثف إلى الفرق المحتمل لوحات (أو لوحات)، هو قدرة مكثف.

مع الإشارة إلى الحرف C، يمكننا كتابة:

C = q / (φ1 - φ2).

يتركز الحقل الكهربائي للمكثف عمليا بين الصفائح الموجودة داخله ، لذا فإن الأجسام المحيطة لا تؤثر على سعة المكثف.

سنقوم بتنفيذ التجربة. إلقاء مكثف لوحة يتكون من اثنين من لوحات معدنية A و B، محصنة على العوازل.

نقوم بتوصيل اللوحة أ بالمقياس الكهربائي واللوحةفي الأرض. نحن نفرض اللوح A ، سوف يلاحظ المقياس الكهربائي اختلافًا معينًا في إمكانات المكثف. إذا اقتربت اللوحة B إلى A ، فيمكن ملاحظة أن فرق الجهد في الصفائح ينخفض.

إن تقليل فرق الجهد في لوحات المكثف مع شحنة دون تغيير تشير إلى زيادة في السعة.

وبالتالي ، فإن سعة مكثف مسطح تكون أكبر ، كلما كانت المسافة أصغر بين الأطباق أو أصغر سماكة العازل المغلق بين الألواح.

عن طريق تحويل اللوحة B بالنسبة إلى اللوحة A إلى الأعلىوأسفل ، سوف نغير مساحة اللوحات متداخلة مع بعضها البعض. أثناء ملاحظة قراءات الإلكترومتر ، يمكن إثبات أنه كلما كانت مساحة الصفائح المتراكبة من المكثف أكبر ، زادت سعه. وكلما كبرت مساحة لوحات المكثف ، كلما زاد تركيز الشحنة عليها لتحقيق مستوى معين من المساواة.

سنجعل تجربة واحدة أكثر. للقيام بذلك ، نرتب لوحات مكثف A و B على بعد مسافة من بعضنا البعض ، وطبق لوحة A.

لاحظ حجم فرق الجهد ، عندما تكون فييتم لعب دور العازل عن طريق الهواء. ضع الآن بين الألواح الزجاجية أو أي عازل آخر ؛ نرى أن فرق الجهد يتناقص معهم. لرفعه إلى مستواه السابق ، من الضروري إضافة شحنة إلى لوحة A. ويترتب على ذلك أن استبدال طبقة الهواء بين صفائح المكثف بأي عازل آخر يزيد من سعته.

اسمحوا C₀ تكون قدرة مكثف ، عندما يكون بين لوحاته فراغ أو الهواء ، و C هو السعة مع استخدام عازل.

تقسيم C و C₀ ، نجد السماحية العازلة للعازل ԑ:

ԑ = С / С₀.

وبالتالي ، كلما زادت السماحية للعزل الكهربائي ، زادت السعة الكهربائية للمكثف.