Condensador de placa

condensador plano - simplificação física, tem tido o início dos primeiros estudos de electricidade, que é uma estrutura em que as superfícies dos eléctrodos são em uniforme a qualquer ponto são paralelos.

fórmula

As pessoas estão procurando fórmulas que descrevem a capacidade de um capacitor avião. Leia abaixo fatos interessantes e pouco conhecidos, sinais matemáticos secos também são importantes.

Identificado pela primeira vez a capacidade capacitor plana Volta. Em sua posse ainda não foi o valor - a diferença de potencial, chamado de tensão, mas cientista intuitivamente correta explicou o fenômeno. A magnitude do número de cargas, interpretado como a quantidade de atmosfera fluido elétrico - não muito bem, mas parece ser verdade. De acordo condensador plano capacidade perspectiva expressou é o rácio do volume de fluido eléctrica acumulada à diferença dos potenciais de atmosféricas:

C = Q / U.

A fórmula é aplicável a qualquer condensador, independentemente da estrutura. Reconhecido como universal. Especialmente concebidos para a capacidade de condensadores planos fórmula, expressa em termos de propriedades do material dieléctrico e as dimensões geométricas:

Nesta fórmula, S indica a eléctrodos através da área, a qual é calculada como o produto das partes, e d - indica a distância entre os eléctrodos. Outros símbolos - a constante dieléctrica (8854 pF / m) e a constante dieléctrica do material dieléctrico. condensadores electrolíticos de ter uma grande capacidade, tal por uma boa razão: a solução é separada a partir da camada de óxido de metal condutor é extremamente fina. Assim, d é o mínimo. O único aspecto negativo - capacitores eletrolíticos polares, eles não podem ser conectados ao circuito de AC. Para isso, no ânodo ou cátodo, são marcados com um sinal de mais ou menos.

capacitores planas são raros hoje em dia, é sobretudo a tecnologia de membrana microscópico, as referidas superfícies de corrida é considerado dominante. Todos os elementos activos e passivos são formadas através de uma tela para formar uma espécie de película. indutores planas, resistores e capacitores são aplicados na forma de pastas condutoras.

Material depende da capacitância dieléctrica, cada estrutura própria. Acredita-se que o material amorfo é de dipolos não-orientada, o elasticamente fortificado nos seus lugares. Quando um campo eléctrico externo são reversivelmente guiada ao longo das linhas de enfraquecimento tensão. Como resultado, a carga é acumulada até que o processo pára. Como a potência de eletrodos dipolos voltar ao lugar, tornando possível um novo ciclo de trabalho. Por isso, está operando um capacitor elétrico plana.

da história

Primeiro começou a explorar a grande acumulação de carga Alessandro Volta. O relatório da Royal Society em 1782, pela primeira vez expressou a palavra capacitor. No entendimento Volts elektroforus representam duas placas paralelas, bombeados a partir de fluido eléctrica éter.

Nos tempos antigos, todo o conhecimento desceu para a opinião dos cientistas, se a atmosfera da Terra contém algo que não é dispositivos definido. Participou electroscópios elementares capaz de determinar o sinal da carga e sua existência não dá uma indicação da quantidade. Os cientistas simplesmente esfregado com superfície corporal pele e uma bandeja para a pesquisa na área de influência do dispositivo. Gilbert mostrou que as interações elétricas e magnéticas se tornam mais fracos com a distância. Cientistas aproximadamente sabia o que fazer, mas os estudos não avançaram.

A hipótese de eletricidade atmosférica sugerido por Benjamin Franklin. Ele investigou ativamente relâmpagos e chegou à conclusão de que estas são manifestações da mesma força unida. O lançamento de uma pipa no céu, ele montou um fio de seda brinquedo para o chão e viu o arco. É experiências perigosas, e Benjamin repetidamente arriscou sua vida para o bem da ciência. fio de seda conduz eletricidade estática - está provado por Stephen Gray, se reuniram pela primeira vez em 1732 um circuito elétrico.

Em 20 anos (1752), Benjamin Franklin propôs a construção do primeiro pára-raios, proteção contra raios realizados os edifícios próximos. Basta pensar nisso! - Primeiro de tudo eu esperava as queimaduras casa de impacto acidental. Benjamin Franklin proposto um tipo denominado de carga positiva (vidro) e a segunda negativo (resina). Assim, os físicos foram induzidos em erro quanto ao verdadeiro sentido do movimento do elétron. Mas onde vai proceder a uma opinião diferente, quando em 1802, com base na experiência dos russos Petrova viu que o ânodo é formado fossa? Por conseguinte, as partículas de carga positiva são transferidos para o cátodo, mas, na realidade, provou iões de plasma de ar.

Até o início do volt estudo fenômenos elétricos já conhecido, cargas estáticas eo fato de que eles têm os dois personagens. Pessoas teimosamente acreditava que o "fluido" é retirado do ar. Esta ideia solicitado experimentos com esfregando cabelo âmbar, não reproduzível debaixo de água. Consequentemente, tornou-se lógico supor que a eletricidade pode ocorrer apenas a partir da atmosfera da Terra, o que, é claro, não é verdade. Por exemplo, muitas soluções investigado Humphrey Davy, conduzir corrente eléctrica.

Por conseguinte, a razão é diferente - por fricção força de atrito âmbar subaquático diminuiu na ordem das dezenas ou centenas de vezes, e a carga é dissipada pelo volume de líquido. Portanto, apenas o processo ineficaz. Hoje, cada mineiro sabe que o petróleo é eletrificada pela fricção contra o tubo sem ar. Consequentemente, a atmosfera para o "fluido" não é considerado um componente obrigatório.

O maior capacitor de placas no mundo

Tal sistemática, mas é fundamentalmente interpretações erradas não pararam Volta no caminho de pesquisa. Ele estudou muito elektroforus tão perfeito gerador do tempo. O segundo foi uma bola de enxofre Otto von Guericke inventou um século antes (1663). O seu design mudou pouco, mas após a descoberta de carga Stephen Gray começou a decolar com a ajuda de guias. Por exemplo, no metal da máquina electrostática são usadas Comb-conversores.

Durante muito tempo os cientistas estavam balançando. Eletrostática máquina de 1880 tem o direito de ser considerado o primeiro gerador de descarga poderosa permite que você obtenha um arco, mas a verdadeira energia dos electrões alcançado no Van de Graaff (1929), onde a diferença de potencial da unidade megavolt. Para efeito de comparação - a nuvem de tempestade, de acordo com a Wikipedia, ele detecta potencial em relação à terra em unidades gigavolt (três ordens de magnitude maior do que a máquina humana).

Em resumo, com um certo grau de certeza dizer que os processos naturais são usados ​​como princípio acção electrificação por atrito, impacto e outros tipos, e poderoso ciclone é o maior do conhecido plana capacitores. Relâmpago mostra o que acontece quando o dielétrico (a atmosfera) não pode suportar a diferença e quebra potencial aplicado. Exactamente semelhante se passa num condensador plano, criado pelo homem, se a tensão é excessiva. Desagregação irreversível dieléctrico sólido, e um arco eléctrico, é muitas vezes a causa de eléctrodos de fusão e quebra da máquina.

Elektroforus

Então, Volta tomou-se o estudo de modelos de processos naturais. Elektroforus apareceu pela primeira vez em 1762, projetado por Johann Karl Wilcke. Um dispositivo verdadeiramente popular torna-se depois de relatos Volta da Royal Society (meados dos anos 70 do século XVIII). Volta deu o instrumento o nome atual.

Elektroforus capazes de acumular uma carga electrostática formada pela peça de borracha revestimento de fricção. É constituída por dois planos, mutuamente paralelos eléctrodos:

• A parte inferior é uma peça fina de borracha. A espessura escolhida por razões de eficácia do dispositivo. Se escolhermos um pedaço de parte sólida, significativa da energia será acumulada no dielétrico na orientação de suas moléculas. Que se celebra no capacitor apartamento moderno, onde o dielétrico é colocado para aumentar elektroomkosti.
• A placa superior fina de aço é colocada por cima, quando a carga já acumulado atrito. Devido à influência do excesso de carga negativa é formada na superfície de topo são removidas no comutador de ligação à terra, de modo que, quando duas placas não desencaixe ocorreu compensação mútua.

O princípio de funcionamento de capacitor de placas paralelas já está claro. Um operador esfrega casaco de borracha, deixando uma carga negativa. Top pedaço de metal é colocado. Devido ao grande rugosidade da superfície não estão em contacto, mas estão afastadas uma da outra. Como resultado, a influência do metal electrificada. Os electrões são repelidos carga da superfície de borracha e ir para o plano exterior, onde o operador remove-los por meio de toque ligeiro momentânea de ligação à terra.

A parte inferior da placa de metal permanece carregado positivamente. Quando desencaixe das duas superfícies, este efeito é retida no material é observada deficiência de electrões. E muito faísca, se você tocar em uma placa de metal. Esta experiência permitiu em uma borracha única carga prodelyvat centenas de vezes, a sua resistência estática superfície é extremamente grande. Ele não permite que a carga flua. Demonstrando experimento descrito, Volta atraiu a atenção do mundo científico, mas os estudos não avançaram, com exceção das descobertas de Charles Coulomb.

Em 1800, Alessandro dá impulso para o desenvolvimento de pesquisas na área de energia elétrica, inventou a famosa fonte de energia voltaica.

O design do capacitor plana

Elektroforus é construída a partir dos primeiros condensadores planares. Seus pratos são capazes de armazenar apenas uma carga estática, caso contrário é impossível para eletrificar a borracha. Superfície extremamente longos armazena elétrons. Volta até sugeriu para removê-los através de uma radiação de ar ou ultravioleta chama da vela ionizado do sol. Hoje, todos os alunos sabem que o fenômeno é feito com água. No entanto, elektroforus em seguida, precisam secar.

No mundo de hoje, a placa de fundo foi revestido com Teflon ou de plástico. Eles são bem ganhando carga estática. Dieléctrica torna-se ar. Para ir para a construção de um condensador moderna, é necessário tanto para fazer placas de metal. Então, no caso de um eletrificação carga se espalhou para o segundo, e se o outro terminal é ligado à terra, a energia armazenada é armazenado um certo tempo.

elétrons de margem depende do material dielétrico. Por exemplo, são encontrados entre os capacitores modernos:

1. Mica.
2. Air.
3. Electrolítica (óxido).
4. Cerâmica.

Em nome colocado material dielétrico. A composição depende diretamente da capacidade que pode ser aumentada muitas vezes. dieltricos de função explicado acima, os seus parâmetros são determinados directamente a estrutura da matéria. No entanto, muitos materiais com alto desempenho, deixar de usar por causa de sua incapacidade. Por exemplo, a água tem uma constante dieléctrica elevada.