25.1:

Kondensatory i pojemność

JoVE Core
Fizyka
Aby wyświetlić tę treść, wymagana jest subskrypcja JoVE.  Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
JoVE Core Fizyka
Capacitors and Capacitance
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

6,904 Views

00:00 min
April 30, 2023

Urządzenie składające się z dwóch przewodników elektrycznych, które są oddalone od siebie o pewną odległość i służy do przechowywania ładunków elektrycznych, nazywane jest kondensatorem. Przestrzeń między przewodnikami jest albo próżnią, albo materiałem izolacyjnym, zwanym dielektrykiem. Kondensatory mają wiele zastosowań, począwszy od filtrowania ładunków elektrostatycznych z odbioru radiowego, a skończywszy na magazynowaniu energii w defibrylatorach serca.

Gdy przewodniki są dwiema identycznymi równoległymi płytami, nazywa się to kondensatorem z równoległą płytą. Gdy zaciski akumulatora są podłączone do początkowo nienaładowanego kondensatora, potencjał akumulatora przenosi ładunek o wielkości Q z płyty dodatniej na płytę ujemną. Kondensator pozostaje neutralny, ale ładunki +Q i −Q znajdują się na przeciwległych płytach. Wielkość pola elektrycznego w przestrzeni między równoległymi płytami jest wprost proporcjonalna do gęstości ładunku powierzchniowego na jednej płytce. Ponieważ gęstość ładunku powierzchniowego jest ładunkiem na jednostkę powierzchni, wielkość pola elektrycznego jest wprost proporcjonalna do ładunku.

Pojemność kondensatora definiuje się jako stosunek maksymalnego ładunku, który może być przechowywany w kondensatorze, do napięcia przyłożonego do jego płyt. Jednostką pojemności w układzie SI jest farad (F), nazwany na cześć Michaela Faradaya. Ponieważ pojemność to ładunek na jednostkę napięcia, jeden farad to jeden kulomb na jeden wolt.

W przypadku równoległego kondensatora płytowego zwiększenie powierzchni płytek zwiększa ilość ładunku, który można zmagazynować, zwiększając w ten sposób pojemność dla większej powierzchni płyty. Podobnie, im bliżej siebie znajdują się płytki, tym większe przyciąganie na nich przeciwnych ładunków. Dlatego pojemność jest większa przy mniejszej odległości między płytkami.