Γιατί είναι σημαντική η χωρητικότητα; + Παράδειγμα

Γιατί είναι σημαντική η χωρητικότητα; + Παράδειγμα
Anonim

Η χωρητικότητα είναι το μέτρο μιας συσκευής που είναι γνωστή ως πυκνωτής για τη διατήρηση μιας τάσης. ή δυνητική διαφορά στο φορτίο, σε ισορροπία. Στην απλούστερη μορφή του, ένας πυκνωτής αποτελείται από ένα σύνολο από δύο αγώγιμες παράλληλες πλάκες που χωρίζονται από μια αυθαίρετα μικρή απόσταση, dx. Ωστόσο, ο πυκνωτής είναι πραγματικά άχρηστος έως ότου τοποθετηθεί σε κύκλωμα με μπαταρία ή πηγή ισχύος που παρέχει μια δεδομένη τάση.

Σε ένα κύκλωμα DC (συνεχούς ρεύματος), ρεύμα θα ρέει από μια μπαταρία σε μία από τις πλάκες. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια συσσωρεύονται σε μια πλάκα, τα ηλεκτρικά τους πεδία θα απωθούν τα ηλεκτρόνια στη δεύτερη πλάκα και ταυτόχρονα θα προσελκύσουν θετικά φορτία και θα τα αναγκάσουν να συσσωρευτούν στην αντίθετη πλάκα. Επειδή οι πλάκες δεν ακουμπούν, δεν μπορεί να επιτευχθεί ηλεκτρική ισορροπία, και ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των πλακών είναι το αποτέλεσμα.

Καθώς τα ηλεκτρόνια από τη δεύτερη πλάκα απωθούνται, αναγκάζονται να ταξιδέψουν πίσω στο κύκλωμα, μέχρι να φτάσουν στη συνάντηση τα ίδια ηλεκτρόνια που τα απωθούν στην πρώτη θέση. Σε αυτό το σημείο, τα ηλεκτρόνια θα αλλάξουν κατευθύνσεις και πάλι μέχρι να επιτευχθεί ισορροπία. Αυτό είναι ανάλογο με την κίνηση μιας μάζας που κρέμεται από ένα ελατήριο που αναπηδά πάνω και κάτω, μέχρις ότου τελικά η μάζα φθάσει σε ένα σημείο ισορροπίας. Όταν επιτευχθεί ισορροπία, η τάση στον πυκνωτή θα θεωρητικά ταιριάζει με την τάση από την αρχική πηγή.

Όταν ο πυκνωτής αφαιρεθεί από την πηγή ισχύος, το κύκλωμα σπάσει και ο πυκνωτής διατηρεί τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών έως ότου εισαχθεί σε άλλο κύκλωμα. Αυτή η ιδιότητα των πυκνωτών είναι εξαιρετικά χρήσιμη σε ηλεκτρικές συσκευές, διότι επιτρέπει την παράδοση ριπής φορτίου ακριβώς την κατάλληλη στιγμή.

Ένα παλιό σχολικό παράδειγμα ενός πυκνωτή φαίνεται σε φλας. Όταν μια φωτογραφία τραβήχτηκε, η φόρτιση από έναν πυκνωτή απελευθερώθηκε γρήγορα προκαλώντας ένα φωτισμό να καίει φωτεινά και να φωτίζει τα πρόσωπα των ανθρώπων, ενώ η ταινία συνέλαβε τη φωτογραφία!