Čo je to paralelný doskový kondenzátor: princíp a jeho odvodenie

Kondenzátor je jeden druh elektrického komponentu a jeho hlavnou funkciou je ukladanie energie vo forme elektrického náboja a vytváranie potenciálneho rozdielu na jeho dvoch doskách podobne ako pri mini nabíjateľnej batérii. Kondenzátory sú dostupné v rôznych druhoch od veľmi malých až po veľké, ale funkcia všetkých týchto funkcií je rovnaká ako skladovanie elektrického náboja. Kondenzátor obsahuje dve kovové platne, ktoré sú elektricky oddelené vzduchom alebo dobrým izolačným materiálom, ako je keramika, plast, sľuda atď. Tento izolačný materiál je známy ako dielektrikum. Tento článok pojednáva o prehľade kondenzátora s paralelnými doskami a o jeho funkcii.

Čo je to paralelný doskový kondenzátor?

Definícia: Kondenzátor, ktorý je možné vytvoriť pomocou usporiadania elektród a izolačného materiálu dielektrikum je známy ako paralelný doskový kondenzátor. Kondenzátor obsahuje dve vodivé dosky, ktoré sú oddelené dielektrickým materiálom. Vodivé dosky tu pôsobia ako elektródy.

Konštrukcia kondenzátora s paralelnými doskami

Konštrukciu tohto kondenzátora je možné vykonať pomocou kovových dosiek, inak metalizovaných fóliových dosiek. Sú usporiadané navzájom rovnobežne s rovnakou vzdialenosťou. Dve paralelné dosky v kondenzátore sú pripojené k zdroju napájania. Keď je primárna platňa kondenzátora pripojená k svorke + Ve batérie, dostane kladný náboj. Podobne, keď je druhá doska kondenzátora pripojená k zápornému pólu batérie, dostane záporný náboj. Takže ukladá energiu medzi doskami kvôli príťažlivým nábojom.

Konštrukcia kondenzátora s paralelnými doskami

Schéma zapojenia

Na nabitie kondenzátora sa používa nasledujúci obvod paralelného doskového kondenzátora. V tomto obvode je „C“ kondenzátor, potenciálny rozdiel je „V“ a „K“ je prepínač.

Akonáhle je kľúč ako „K“ zatvorený, tok elektrónov z doštičky1 začne tiecť v smere kladnej svorky batérie. Tok elektrónov bude teda od –Ve konca batérie do + Ve konca.

Obvod kondenzátora paralelnej dosky

V batérii prúd elektrónov v smere kladného konca, potom začnú prúdiť v doske2. Takto dostanú tieto dve platne náboje, kde jedna platňa získa kladný náboj a druhá platňa záporný náboj.

Tento postup bude pokračovať, akonáhle kondenzátor získa potenciálny rozdiel v presnom množstve batérie. Akonáhle sa tento proces zastaví, kondenzátor uloží elektrický náboj vrátane potenciálneho rozdielu. Náboj v kondenzátore možno zapísať ako Q = CV

Princíp paralelného doskového kondenzátora

Vieme, že môžeme dodať určité množstvo elektrického náboja na kondenzátorovú dosku. Ak poskytneme viac energie, potom dôjde k zvýšeniu potenciálu tak, že vedie k odtoku náboja. Akonáhle je doštička 2 umiestnená vedľa doštičky 1, ktorá dostane kladný náboj, potom sa do tejto doštičky 2 dodá záporný náboj.

Ak dostaneme doštičku2 a je umiestnená vedľa doštičky1, potom môže byť negatívna energia dodávaná cez doštičku2. Táto záporne nabitá doštička je bližšie k kladne nabitej doske. Keď majú platňa 1 a platňa 2 náboje, potom záporný náboj na platni 2 zníži potenciálny rozdiel na prvej platni.

Alternatívne pozitívny náboj na druhej doske zvýši potenciálne zmeny na prvej doske. Negatívny náboj na doske 2 však bude mať ďalší vplyv. Na doštičku 1 teda možno dať viac náboja. Takže potenciálna nerovnosť bude menšia kvôli negatívnym nábojom na druhej doštičke.

Kapacita kondenzátora s paralelnými doskami

Smer elektrického poľa nie je nič iné ako tok náboja pozitívneho testu. Obmedzenie tela možno použiť na uloženie elektrická energia je známa ako kapacita. Kondenzátor zahŕňa svoju kapacitu podobne, kondenzátor s paralelnými doskami obsahuje dve kovové dosky s plochou „A“, ktoré sú od seba vzdialené. Vzorec kondenzátora s paralelnými doskami môže byť uvedený nižšie.

C = k * ϵ0 * A * d

Kde,

„Εo“ je permitivita vesmíru

„K“ je relatívna permitivita dielektrického materiálu

„D“ je priečka medzi dvoma doskami

„A“ je plocha dvoch platní

Odvodenie kondenzátora s paralelnými doskami

Kondenzátor s dvoma doskami usporiadanými paralelne je zobrazený nižšie.

Odvodenie kondenzátora

Prvá doska v kondenzátore nesie náboj „+ Q“ a druhá doska nesie náboj „–Q“. Plochu medzi týmito doskami možno označiť písmenom „A“ a vzdialenosťou (d). Tu je „d“ menšie ako plocha dosiek (d<

σ = Q / A

Podobne, keď je celý náboj na druhej doske „-Q“ a je plocha dosky „A“, potom možno hustotu povrchového náboja odvodiť ako

σ = -Q / A

Oblasti tohto kondenzátora možno rozdeliť do troch divízií, ako je oblasť1, oblasť2 a oblasť3. Oblasť 1 je ponechaná na doštičku1, oblasť 2 je medzi rovinami a oblasť 3 je napravo od druhej doštičky. Elektrické pole možno vypočítať v oblasti okolo kondenzátora. Tu je elektrické pole konzistentné a jeho cesta je z platne + Ve do platne –Ve.

Rozdiel potenciálov sa počíta na kondenzátore vynásobením priestoru medzi rovinami s elektrickým poľom, dá sa odvodiť ako,

V = Exd = 1 / ε (Qd / A)

Kapacitu paralelnej dosky je možné odvodiť ako C = Q / V = ​​εoA / d

Ďalej je uvedená kapacita paralelného doskového kondenzátora s 2 dielektrikami. Každá plocha dosky je Am2 a oddelená vzdialenosťou d-metrov. Dve dielektrika sú K1 a k2, potom bude kapacita nasledovná.

Kapacita primárnej polovice šírky kondenzátora je d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d

Podobne je kapacita ďalšej polovice kondenzátora C2 = 2K2Aϵ0 / d

Len čo budú tieto dva kondenzátory zapojené do série, bude čistá kapacita

Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / d (K1K2 / / K1 + K2)

Použitie / aplikácie paralelných doskových kondenzátorov

Aplikácie kondenzátora s paralelnými doskami zahŕňajú nasledujúce.

• Pri paralelnom pripojení rôznych kondenzátorov v obvode sa bude ukladať viac energie, pretože výsledná kapacita predstavuje počet jednotlivých kapacít všetkých typov kondenzátorov v obvode.
• Paralelné doskové kondenzátory sa používajú v zdrojoch jednosmerného prúdu na filtrovanie signálu o / p a odstránenie zvlnenia striedavého prúdu
• Môžu byť použité kondenzátorové banky na skladovanie energie v PF (účinník) korekcia pomocou indukčných záťaží.
• Používajú sa v automobil odvetvia rekuperačného brzdenia v rámci veľkých vozidiel

Časté otázky

1). Čo je to paralelný doskový kondenzátor?

Keď sú dve kovové platne spojené paralelne oddelením pomocou a dielektrický materiál je známy ako paralelný doskový kondenzátor.

2). Ako môžeme vypočítať kapacitu kondenzátora s paralelnými doskami?

Kapacitu tohto kondenzátora je možné vypočítať pomocou tohto vzorca ako C = ε (A / d).

3). Čo je jednotka SI kondenzátora

Jednotkou SI je farad (F).

4). Od čoho závisí kapacita kondenzátora s paralelnými doskami?

Závisí to od vzdialenosti a plochy dvoch dosiek.

Jedná sa teda o prehľad paralelného doskového kondenzátora. Kedykoľvek sa musí akumulovať vysoké množstvo elektrického náboja kondenzátor , to nie je možné v rámci jedného kondenzátora. Takže paralelný doskový kondenzátor sa používa na ukladanie vysokého množstva elektrickej energie, pretože používajú dve doštičky ako elektródy. Tu je otázka, aké sú výhody a nevýhody paralelného doskového kondenzátora?