Co je to paralelní deskový kondenzátor: Princip a jeho odvození

Kondenzátor je jeden druh elektrické součásti a jeho hlavní funkcí je akumulace energie ve formě elektrického náboje a generování potenciálního rozdílu mezi jeho dvěma deskami, podobně jako u mini dobíjecí baterie. Kondenzátory jsou k dispozici v různých typech od velmi malých až po velké, ale funkce všech těchto funkcí je stejná jako ukládání elektrického náboje. Kondenzátor obsahuje dvě kovové desky, které jsou elektricky odděleny vzduchem nebo dobrým izolačním materiálem, jako je keramika, plast, slída atd. Tento izolační materiál je znám jako dielektrikum. Tento článek pojednává o přehledu paralelního deskového kondenzátoru a jeho fungování.

Co je to paralelní deskový kondenzátor?

Definice: Kondenzátor, který lze vytvořit pomocí uspořádání elektrod a izolačního materiálu dielektrikum je známý jako paralelní deskový kondenzátor. Kondenzátor obsahuje dvě vodivé desky, které jsou odděleny dielektrickým materiálem. Zde vodivé desky působí jako elektrody.

Konstrukce kondenzátoru s paralelními deskami

Konstrukci tohoto kondenzátoru lze provést pomocí kovových desek, jinak metalizovaných fóliových desek. Ty jsou uspořádány navzájem rovnoběžně se stejnou vzdáleností. Dvě paralelní desky v kondenzátoru jsou připojeny k napájecímu zdroji. Když je primární deska kondenzátoru připojena ke svorce + Ve baterie, získá kladný náboj. Podobně, když je druhá deska kondenzátoru připojena k zápornému pólu baterie, dostane záporný náboj. Takže ukládá energii mezi deskami kvůli přitažlivým nábojům.

Konstrukce kondenzátoru s paralelními deskami

Kruhový diagram

K nabíjení kondenzátoru se používá následující obvod paralelního deskového kondenzátoru. V tomto obvodu je „C“ kondenzátor, potenciální rozdíl je „V“ a „K“ je spínač.

Jakmile je klíč jako „K“ uzavřen, tok elektronů z desky 1 začne proudit ve směru kladné svorky baterie. Tok elektronů bude tedy od –Ve konce baterie do + Ve konce.

Obvod kondenzátoru paralelní desky

V baterii tok elektronů ve směru kladného konce, poté začnou proudit v desce2. Stejně jako tyto dvě desky dostanou náboje, kde jedna deska dostane kladný náboj a druhá deska záporný náboj.

Tento postup bude pokračovat, jakmile kondenzátor získá potenciální rozdíl v přesném množství baterie. Jakmile se tento proces zastaví, kondenzátor uloží elektrický náboj včetně potenciálního rozdílu. Náboj v kondenzátoru lze zapsat jako Q = CV

Princip paralelního deskového kondenzátoru

Víme, že můžeme na kondenzátorovou desku dodat určité množství elektrického náboje. Pokud poskytneme více energie, pak se zvyšuje potenciál, takže vede k odtoku náboje. Jakmile je destička 2 uspořádána vedle destičky 1, která získává kladný náboj, bude do této destičky 2 dodáván záporný náboj.

Pokud získáme destičku2 a je umístěna vedle destičky1, pak může být destičkou2 dodávána negativní energie. Tato záporně nabitá deska je blíže ke kladně nabité desce. Pokud mají deska1 a deska2 náboje, pak záporný náboj na desce2 sníží potenciální rozdíl na první desce.

Alternativně pozitivní náboj na druhé desce zvýší potenciální variaci na první desce. Záporný náboj na desce 2 však bude mít další dopad. Na desku 1 lze tedy dát více náboje. Takže potenciální disparita bude menší kvůli záporným nábojům na druhé desce.

Kapacita paralelního deskového kondenzátoru

Směr elektrického pole není nic jiného než tok kladného testovacího náboje. Omezení těla lze použít k uložení elektrická energie je známá jako kapacita. Kondenzátor zahrnuje svou kapacitu obdobně, kondenzátor s paralelními deskami obsahuje dvě kovové desky s oblastí „A“, které jsou od sebe odděleny vzdáleností. Vzorec kondenzátoru s paralelními deskami může být uveden níže.

C = k * ϵ0 * A * d

Kde,

„Εo“ je permitivita vesmíru

„K“ je relativní permitivita dielektrického materiálu

„D“ je přepážka mezi dvěma deskami

„A“ je plocha dvou desek

Odvození kondenzátoru paralelních desek

Níže je zobrazen kondenzátor se dvěma deskami uspořádanými paralelně.

Odvození kondenzátoru

První deska v kondenzátoru nese náboj „+ Q“ a druhá deska nese náboj „–Q“. Oblast mezi těmito deskami může být označena písmenem „A“ a vzdáleností (d). Zde je „d“ menší než plocha desek (d<

σ = Q / A

Podobně, když je celý náboj na druhé destičce ‚-Q‘ a je plocha destičky ‚A‘, pak lze hustotu povrchového náboje odvodit jako

σ = -Q / A

Oblasti tohoto kondenzátoru lze rozdělit do tří divizí, jako je oblast1, oblast2 a oblast3. Oblast 1 je ponechána na desce 1, oblast 2 je mezi rovinami a oblast 3 je napravo od druhé desky. Elektrické pole lze vypočítat v oblasti kolem kondenzátoru. Zde je elektrické pole konzistentní a jeho cesta je od desky + Ve k desce –Ve.

Rozdíl potenciálů se vypočítá napříč kondenzátorem vynásobením prostoru mezi rovinami elektrickým polem, lze jej odvodit jako,

V = Exd = 1 / ε (Qd / A)

Kapacitu paralelní desky lze odvodit jako C = Q / V = ​​εoA / d

Níže je zobrazena kapacita paralelního deskového kondenzátoru se 2 dielektrikami. Každá oblast desky je Am2 a oddělena vzdáleností d-metrů. Dvě dielektrika jsou K1 a k2, potom bude kapacita vypadat následovně.

Kapacita primární poloviny šířky kondenzátoru je d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d

Podobně je kapacita další poloviny kondenzátoru C2 = 2K2Aϵ0 / d

Jakmile budou tyto dva kondenzátory zapojeny do série, bude čistá kapacita

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

Použití / aplikace paralelních deskových kondenzátorů

Aplikace kondenzátoru s paralelními deskami zahrnují následující.

• Při paralelním připojení různých kondenzátorů v obvodu bude ukládat více energie, protože výsledná kapacita je počet jednotlivých kapacit všech typů kondenzátorů v obvodu.
• Paralelní deskové kondenzátory se používají ve stejnosměrných napájecích zdrojích k filtrování signálu o / p a odstranění zvlnění střídavého proudu
• Lze použít kondenzátorové banky pro skladování energie PF (účiník) korekce pomocí indukčních zátěží.
• Ty se používají v automobil průmyslová odvětví pro rekuperační brzdění u velkých vozidel.

Časté dotazy

1). Co je to paralelní deskový kondenzátor?

Když jsou dvě kovové desky spojeny paralelně oddělením pomocí a dielektrický materiál je známý jako paralelní deskový kondenzátor.

2). Jak můžeme vypočítat kapacitu paralelního deskového kondenzátoru?

Kapacitu tohoto kondenzátoru lze vypočítat pomocí tohoto vzorce jako C = ε (A / d).

3). Co je jednotka SI kondenzátoru

Jednotkou SI je farad (F).

4). Na čem závisí kapacita kondenzátoru s paralelními deskami?

Závisí to na vzdálenosti a ploše obou desek.

Jedná se tedy o přehled paralelního deskového kondenzátoru. Kdykoli je třeba ukládat vysoké množství elektrického náboje kondenzátor , to není možné v rámci jednoho kondenzátoru. Paralelní deskový kondenzátor se tedy používá k ukládání vysokého množství elektrické energie, protože používají dvě desky jako elektrody. Zde je otázka, jaké jsou výhody a nevýhody paralelního deskového kondenzátoru?