Какво определя капацитета на кондензатора

Кондензаторът е предназначен за временно съхранение на електрическа енергия под формата на потенциална енергия, разделена в пространството на положителни и отрицателни електрически заряди, тоест под формата на електрическо поле в пространството между тях. Съответно, електрически кондензатор включва три основни компонента: две проводящи плочи, върху които в заряден кондензатор са разположени отделни заряди, и диелектричен слой, разположен между плочите.

Кондензаторните плочи, в зависимост от вида на този електрически продукт, могат да бъдат направени по различни начини, вариращи от прости алуминиеви плочи, навити на руло с хартиен междинен слой, до химически окислени плочи или метализиран диелектричен слой. Във всеки случай има слой диелектрик и плоча, между които той е плътно фиксиран — това по принцип е кондензатор.

Диелектрикът може да бъде хартия, слюда, полипропилен, тантал или друг подходящ електроизолационен материал с необходимата диелектрична константа и с подходяща електрическа якост.

Както знаете, енергията на електрическите заряди, разделени в пространството, е равна на произведението на количеството заряд Q, изместен (от едно тяло в друго) от потенциалната разлика между заредените тела U.

И така, енергията на разделени заряди върху кондензаторните плочи зависи не само от броя на отделените заряди, но и от параметрите на неговите пластини и диелектрика, тъй като диелектрикът, когато поляризира, съхранява енергия под формата на електрическо поле, чиято сила определя потенциалната разлика U между отделените заряди, разположени върху плочите на кондензатора.

Тъй като потенциалната разлика между зарядите, разделени в пространството, зависи от силата на електрическото поле и от разстоянието между тях. Всъщност — върху дебелината на диелектрика между заредените плочи, когато става въпрос за кондензатор.

В същото време, колкото по -голяма е площта на припокриване на плочите А и колкото по -голяма е абсолютната (и относителната) диелектрична константа на диелектрика е — колкото по -силни са отделените заряди, разположени върху плочите, се привличат един към друг — толкова по -значими са тяхната потенциална енергия — толкова повече работа ще бъде необходима за източника на ЕМП, за да се зареди този кондензатор.

Разделяйки зарядите в процеса на прехвърляне на електрони от една плоча в друга, източникът на ЕМП извършва точно такъв обем работа по зареждане на кондензатора, чието количество ще бъде идентично енергия на зареден кондензатор.

С това прекъсване енергията на заредения кондензатор, в допълнение към количеството заряд, пренесен от плочата към плочата, (може да бъде различен) ще зависи от припокриващата се площ на плочите А, от разстоянието между плочи d и върху абсолютната диелектрична константа на диелектрика e.

Тези определящи параметри на конструкцията на конкретен кондензатор са постоянни, тяхното съвкупно съотношение може да се нарече капацитет на кондензатора С. Тогава можем да кажем с увереност, че капацитетът на кондензатора С зависи от припокриващата се площ на плочите A, на разстоянието между тях d и на диелектричната константа e.

Зависимостта на капацитета от тези параметри е много лесна за разбиране, ако вземем предвид плосък кондензатор.

Колкото по -голяма е площта на припокриване на неговите плочи, толкова по -голям е капацитетът на кондензатора, тъй като зарядите взаимодействат върху по -голяма площ.

Колкото по -малко е разстоянието между плочите (всъщност дебелината на диелектричния слой), толкова по -голям е капацитетът на кондензатора, тъй като силата на взаимодействие на зарядите се увеличава с приближаването им.

Колкото по -голяма е диелектричната константа на диелектрика между плочите, толкова по -голям е капацитетът на кондензатора, защото по -голяма е силата на електрическото поле между плочите.

Вижте също:Защо кондензаторите се използват в електрически вериги? иКондензатори и батерии — каква е разликата?