السعة الكهربائية هي واحدة من المعلمات الرئيسية التي تميز المكثفات. يحدد قدرة المكثف على الاحتفاظ بشحنة كهربائية. تعتمد السعة الكهربائية على عدة عوامل ، بما في ذلك هندسة المكثف والمسافة بين لوحاته.
ضع في اعتبارك مكثف هواء مسطح يتكون من لوحين متوازيين. يتم التعبير عن السعة الكهربائية لمثل هذا المكثف بالصيغة: ج = * * (س / د) ، أين ج هي السعة الكهربائية ، is هي نفاذية الوسط (للهواء هذه القيمة تساوي تقريبا واحد) ، س هي مساحة الصفائح ، و د هي المسافة بينهما.
يمكن أن نرى من هذه الصيغة أنه مع زيادة المسافة بين الصفائح د ، تقل السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع وجود مسافة أكبر بين الألواح ، ينشأ مجال كهربائي أكبر ، مما يؤدي إلى زيادة الجهد على المكثف وانخفاض قدرته الكهربائية.
وبالتالي ، فإن تغيير المسافة بين ألواح مكثف الهواء المسطح يؤثر بشكل مباشر على قدرته الكهربائية. ستؤدي زيادة المسافة إلى انخفاض في السعة الكهربائية ، وسيؤدي تقليلها إلى زيادتها. يجب أن تؤخذ هذه الحقيقة في الاعتبار عند تصميم واستخدام المكثفات في مختلف الدوائر والأجهزة الكهربائية.
- تغيير السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح مع زيادة المسافة
- زيادة المسافة بين اللوحات تزيد من السعة الكهربائية
- شرح مادي للعلاقة بين المسافة والقدرة الكهربائية
- سؤال وجواب
- ما هي السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح?
- ما هي السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح?
- كيف ستتغير السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح مع زيادة المسافة بين لوحاته?
- هل هناك أي مزايا في زيادة المسافة بين لوحات مكثف الهواء المسطح?
تغيير السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح مع زيادة المسافة
تعتمد السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح على معلمات المكثف ، أي مساحة لوحاته ، والمسافة بين الألواح وثابت العزل الكهربائي للعازل الذي يملأ الفراغ بين الألواح.
مع زيادة المسافة بين ألواح مكثف الهواء المسطح ، تقل السعة الكهربائية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع زيادة المسافة ، يزداد المجال الكهربائي بين الصفائح ، مما يبطئ حركة الشحنة الكهربائية ويقلل من السعة الكهربائية.
إذا أخذنا في الاعتبار الصيغة الرياضية للسعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح ، يمكننا أن نرى أنه يتناسب طرديا مع ثابت العزل الكهربائي للعزل الكهربائي ومساحة الألواح ، ويتناسب عكسيا مع المسافة بين الألواح:
| الصيغة: | ج = (ε * أ) / د |
أين:
- ج هي السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح;
- is هو ثابت العزل الكهربائي للعزل الكهربائي;
- أ هي مساحة اللوحات;
- د هي المسافة بين الصفائح.
ويترتب على هذه الصيغة أنه مع زيادة المسافة د ، تنخفض قيمة السعة الكهربائية ج.
وبالتالي ، فإن زيادة المسافة بين لوحات مكثف الهواء المسطح يؤدي إلى انخفاض في قدرته الكهربائية.
زيادة المسافة بين اللوحات تزيد من السعة الكهربائية
يتم تحديد السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح من خلال معاييره الهندسية ، أي مساحة الألواح والمسافة بينها. تؤدي زيادة المسافة بين الألواح إلى زيادة السعة الكهربائية للمكثف.
تصف السعة الكهربائية للمكثف قدرته على تخزين شحنة كهربائية. كلما زادت السعة الكهربائية ، يمكن تجميع المزيد من الشحنة على لوحات المكثف عند فرق جهد معين بينهما.
مع زيادة المسافة بين ألواح مكثف الهواء المسطح ، تزداد قدرته الكهربائية أيضا. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المساحة الأوسع بين ألواح مكثف الهواء تزيد من سطح الألواح ، وبالتالي مساحة الألواح. زيادة مساحة لوحات مع تهمة ثابتة عليها يزيد من القدرة الكهربائية للمكثف.
يمكن التعبير عن التغيير في السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح مع زيادة المسافة بين الألواح على النحو التالي:
(د)
أين:
- ج هي السعة الكهربائية للمكثف
- ε هو ثابت كهربائي (القيمة التقريبية 8.85 * 10-12 فهرنهايت / م)
- س هي مساحة لوحات المكثف
- د هي المسافة بين لوحات المكثف
وبالتالي ، مع زيادة المسافة بين الألواح مع المعلمات الأخرى دون تغيير ، تزداد السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح ، وهو ما يرتبط بزيادة مساحة الألواح. تسمح هذه الخاصية الأساسية للمكثفات باستخدامها في مختلف الدوائر والأجهزة الكهربائية.
شرح مادي للعلاقة بين المسافة والقدرة الكهربائية
مكثف الهواء المسطح هو جهاز يتكون من لوحين متوازيين مفصولين بمسافة معينة. يتم استخدامه لتخزين شحنة كهربائية وله خاصية السعة الكهربائية ، والتي تحدد قدرة المكثف على تجميع الشحنة عند توصيله بمصدر تيار.
تعتمد السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح على عدة عوامل ، بما في ذلك مساحة الألواح ، والخصائص العازلة للوسط بين الألواح ، والمسافة بين الألواح.
مع زيادة المسافة بين الألواح ، تقل السعة الكهربائية للمكثف. يتم شرح ذلك على النحو التالي:
- عندما تكون الألواح قريبة من بعضها البعض ، يكون المجال الكهربائي بينهما أقوى ، مما يسمح للمكثف بتجميع المزيد من الشحنة على لوحاته.
- تؤدي زيادة المسافة بين الصفائح إلى توزيع المجال الكهربائي على مساحة أكبر ، مما يقلل من قوته.
- وبالتالي ، مع زيادة المسافة بين الصفائح ، ينخفض المجال الكهربائي ، مما يؤدي إلى انخفاض السعة الكهربائية للمكثف.
يمكن تفسير هذا الاعتماد باستخدام صيغة السعة الكهربائية للمكثف:
ج = * *
أين ج هي السعة الكهربائية ، is هو ثابت العزل الكهربائي للوسط بين الصفائح (الهواء له قيمة حوالي 1) ، أ هي مساحة الصفائح ، د هي المسافة بين الصفائح.
وهكذا ، مع زيادة المسافة د ، تقل السعة الكهربائية ج ، مما يؤثر على قدرة المكثف على تجميع الشحنة.
سؤال وجواب
ما هي السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح?
السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح هي قدرة المكثف على تجميع شحنة كهربائية عند فرق جهد معين بين لوحاته. يقاس في فاراد.
ما هي السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح?
تعتمد السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح على مساحة الألواح ، وبعدها عن بعضها البعض والسماحية النسبية للهواء. صيغة حساب السعة الكهربائية: ج = (₀ من * ه S * س) / د ، أين ج هي السعة الكهربائية ،₀ هو الثابت الكهربائي ، ه is هي السماحية النسبية للهواء ، س هي مساحة الصفائح ، د هي المسافة بين الصفائح.
كيف ستتغير السعة الكهربائية لمكثف الهواء المسطح مع زيادة المسافة بين لوحاته?
مع زيادة المسافة بين ألواح مكثف الهواء المسطح ، ستنخفض السعة الكهربائية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن السعة الكهربائية تتناسب عكسيا مع المسافة بين الألواح (ج 1 1/د). وبالتالي ، كلما زادت المسافة بين الألواح ، كلما كان المكثف أقل كفاءة في تجميع الشحنة.
هل هناك أي مزايا في زيادة المسافة بين لوحات مكثف الهواء المسطح?
نعم ، يمكن أن يكون لزيادة المسافة بين ألواح مكثف الهواء المسطح العديد من المزايا. أولا ، يمكن أن تقلل من الجهد الفجوة الحرجة بين لوحات (على سبيل المثال ، عند العمل مع الفولتية العالية) ، الأمر الذي سيزيد من سلامة استخدام مكثف. ثانيا ، مع وجود مسافة كبيرة بين الألواح ، ستكون السعة الكهربائية ضئيلة ، مما سيسمح باستخدام المكثف في الأجهزة التي تتطلب سعة صغيرة.