Mi a párhuzamos lemez kondenzátor: alapelv és levezetése

A kondenzátor egyfajta elektromos alkatrész, amelynek fő feladata az energia elektromos töltés formájában történő tárolása, és két lemeze között potenciális különbséget generál, hasonlóan egy mini újratölthető akkumulátorhoz. Kondenzátorok különféle típusokban kaphatók, egészen kicsitől a nagyig, de mindezek funkciója megegyezik az elektromos töltés tárolásával. A kondenzátor két fémlemezből áll, amelyeket elektromosan választanak el a levegő vagy jó szigetelőanyag, például kerámia, műanyag, csillám stb. Révén. Ez a szigetelőanyag dielektromos anyagként ismert. Ez a cikk a párhuzamos lemezes kondenzátor áttekintését tárgyalja, és működik.

Mi az a párhuzamos lemez kondenzátor?

Meghatározás: Kondenzátor, amely elektródák és szigetelőanyagok elrendezésével alakítható ki dielektromos párhuzamos lemezes kondenzátorként ismert. A kondenzátor két vezetőlemezt tartalmaz, amelyeket dielektromos anyagon keresztül választanak el egymástól. Itt a vezetőlemezek elektródként működnek.

Párhuzamos lemez kondenzátor felépítése

Ennek a kondenzátornak a felépítése fémlemezek segítségével történhet, egyébként fémezett fólialemezek segítségével. Ezek egymással párhuzamosan, azonos távolságban vannak elrendezve. A kondenzátor két párhuzamos lemeze csatlakozik az áramellátáshoz. Amikor a kondenzátor elsődleges lemeze az akkumulátor + Ve csatlakozójához csatlakozik, pozitív töltést kap. Hasonlóképpen, amikor a kondenzátor második lemeze az akkumulátor negatív pólusához csatlakozik, akkor negatív töltést kap. Tehát a vonzerőtöltések miatt tárolja az energiát a lemezek között.

Párhuzamos lemez kondenzátor felépítése

Kördiagramm

A párhuzamos lemezes kondenzátor alábbi áramkörét használják a kondenzátor feltöltésére. Ebben az áramkörben a „C” a kondenzátor, a potenciálkülönbség „V”, a „K” pedig a kapcsoló.

Miután a kulcs, mint a „K”, bezárult, az elektronok áramlása a lemezről1 az akkumulátor + Ve kapcsa irányába kezd áramlani. Tehát az elektronok áramlása az akkumulátor –Ve végétől a + Ve végéig fog tartani.

Párhuzamos lemez kondenzátor áramkör

Az akkumulátorban az elektronok áramlása a pozitív vég irányába, ezt követően áramlani kezdenek a lemezben2. Így ez a két lemez töltéseket kap, ahol az egyik lemez pozitív töltést, a második lemez pedig negatív töltést kap.

Ez az eljárás akkor folytatódik, ha a kondenzátor potenciális különbséget kap az akkumulátor pontos mennyiségében. Miután ez a folyamat leáll, a kondenzátor tárolja az elektromos töltést, beleértve a potenciális különbséget is. A kondenzátor töltése Q = CV-vel írható fel

A párhuzamos lemez kondenzátor elve

Tudjuk, hogy egy bizonyos mennyiségű elektromos töltést el tudunk látni egy kondenzátorlemezzel. Ha több energiát szolgáltatunk, akkor a potenciál növekszik, így a töltés kiáramlásához vezet. Miután a 2 lemezt elrendeztük az 1 lemez mellett, amely pozitív töltést kap, akkor negatív töltés kerül erre a lemezre2.

Ha megkapjuk a 2. lemezt, és az a 1. lemez mellé kerül, akkor a 2. lemezen keresztül negatív energia szállítható. Ez a negatív töltésű lemez közelebb van a pozitív töltésű lemezhez. Amikor az 1. és a 2. lemeznek vannak töltései, akkor a 2. lemez negatív töltése csökkenti az első lemez potenciálkülönbségét.

Alternatív megoldásként a második lemez pozitív töltése megnöveli az első lemez potenciálváltozását. A 2. lemez negatív töltése azonban extra hatással jár. Így több töltés adható az 1. lemezen. Tehát a potenciális eltérés kisebb lesz a második lemez negatív töltései miatt.

A párhuzamos lemezes kondenzátor kapacitása

Az elektromos tér iránya nem más, mint a pozitív teszt töltete. A test korlátozása felhasználható a elektromos energia kapacitás néven ismert. A kondenzátor hasonlóan tartalmazza a kapacitását, a párhuzamos lemezes kondenzátor két „A” területű fémlemezt tartalmaz, és ezeket a „távolság” választja el. A párhuzamos lemezes kondenzátor képlete az alábbiakban látható.

C = k * ϵ0 * A * d

Hol,

A „ϵo” a tér permittivitása

’K’ a dielektromos anyag relatív permittivitása

’D’ a két lemez közötti partíció

’A’ két lemez területe

Párhuzamos lemez kondenzátor levezetése

A két lemezzel párhuzamosan elhelyezkedő kondenzátor az alábbiakban látható.

Kondenzátor levezetése

A kondenzátor első lapja „+ Q” töltetet, a második lemez pedig – –Q töltést hordoz. Az e lemezek közötti terület jelölhető „A” -val és a (d) távolsággal. Itt a „d” kisebb, mint a lemezek területe (d<

σ = Q / A

Hasonlóképpen, ha a második lemez teljes töltete „-Q” és a lemez területe „A”, akkor a felületi töltés sűrűsége

σ = -Q / A

Ennek a kondenzátornak a régiói három részre oszthatók: terület1, terület2 és terület3. Az 1. területet az 1. lemeznél hagyjuk, a 2. terület a síkok között, a 3. terület a második lemez jobb oldalán található. Az elektromos tér kiszámítható a kondenzátor körüli régióban. Itt az elektromos mező konzisztens, és útja a + Ve lemeztől a –Ve lemezig tart.

A potenciálkülönbséget a kondenzátoron keresztül úgy számoljuk ki, hogy a síkok közötti teret megszorozzuk az elektromos térrel, és levezethető,

V = Exd = 1 / ε (Qd / A)

A párhuzamos lemez kapacitása levezethető C = Q / V = ​​εoA / d

A párhuzamos lemezes kondenzátor kapacitása 2 dielektrikával az alábbiakban látható. Minden lemez területe Am2 és d-méteres távolsággal elválasztva. A két dielektrikum K1 és k2, akkor a kapacitás a következő lesz.

A kondenzátor szélességének elsődleges felének kapacitása d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d

Hasonlóképpen, a kondenzátor következő felének kapacitása is C2 = 2K2Aϵ0 / d

Miután ezt a két kondenzátort sorba kapcsolták, akkor a nettó kapacitás meg lesz

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

Párhuzamos lemez kondenzátor felhasználás / alkalmazások

A párhuzamos lemezes kondenzátor alkalmazásai a következők.

• Ha különböző kondenzátorokat párhuzamosan kapcsolunk egy áramkörbe, akkor több energiát fog tárolni, mert a kapott kapacitás az áramkörben lévő összes kondenzátor egyedi kapacitásának száma.
• Az egyenáramú tápegységekben párhuzamos lemezes kondenzátorokat használnak az o / p jel kiszűrésére és az AC hullámosságának eltávolítására
• Az energiatárolásra szolgáló kondenzátor bankok felhasználhatók PF (teljesítménytényező) korrekció induktív terhelések alkalmazásával.
• Ezeket használják autó a regeneratív fékezéshez hatalmas járműveken belül.

GYIK

1). Mi a párhuzamos lemezes kondenzátor?

Ha két fémlemezt párhuzamosan kapcsolnak össze, elválasztva a-tól dielektromos anyag párhuzamos lemezes kondenzátorként ismert.

2). Hogyan számíthatjuk ki a párhuzamos lemezes kondenzátor kapacitását?

Ennek a kondenzátornak a kapacitását ennek a képletnek a segítségével lehet kiszámítani, például C = ε (A / d).

3). Mi a kondenzátor SI-egysége

Az SI egység a farad (F).

4). Mitől függ a párhuzamos lemezes kondenzátor kapacitása?

Ez a két lemez távolságától és területétől függ.

Így itt a párhuzamos lemezes kondenzátor áttekintéséről van szó. Amikor a nagy mennyiségű elektromos töltést tárolni kell egy kondenzátor , ez nem lehetséges egyetlen kondenzátoron belül. Tehát egy párhuzamos lemezes kondenzátort használnak nagy mennyiségű elektromos energia tárolására, mivel két lemezt használnak, mint például az elektródákat. Itt egy kérdés az Ön számára, milyen előnyei és hátrányai vannak a párhuzamos lemezes kondenzátornak?