Електроемност
Кондензатор е прибор, който съхранява електрически заряд върху два разделени проводника, като двойка метални плочи. Колкото повече напрежение буташ през него, толкова повече заряд се натрупва — а електроемността ти казва точно колко заряд получаваш за всеки волт. По-големи плочи или по-малка междина между тях позволяват на кондензатор да държи повече заряд при същото напрежение.
Формулата
Q = C · V
- Q — заряд (C): количеството електрически заряд, съхранено на кондензатора
- C — електроемност (F): колко заряд съхранява кондензаторът на волт приложено
- V — напрежение (V): електрическият тласък, или разлика в потенциала, през кондензатора
Разрешен пример
Кондензатор с електроемност 3 фарада е свързан през батерия 4 волта. Колко заряд съхранява?
- C = 3 F
- V = 4 V
- Q = C · V
- Q = 3 F × 4 V
Q = 12 C
Провери се
Същият кондензатор 3 фарада сега е свързан към батерия 6 волта вместо това. Колко заряд съхранява?
- 24 C
- 2 C
- Верен отговор: 18 C
Вярно! Q = C × V, така че 3 F × 6 V = 18 C.
За плосък кондензатор, ако удвоиш площта на плочите, но запазиш междината, какво става с електроемността?
- Верен отговор: Удвоява се
- Остава същата
- Преполовява се
Точно! C = ε₀A / d, така че удвояването на площта A на плочите удвоява електроемността.
Къде виждаш това
Сензорният екран на смартфон е мрежа от миниатюрни кондензатори: присъствието на пръста ти променя локалната електроемност, и телефонът чете кое място се е променило. Чиповете компютърна памет са милиарди микроскопични кондензатори, всеки държащ заряд за логически бит — зареден или не, единица или нула.
Чести грешки
Централното объркване е какво е електроемността: C е свойство на геометрията на прибора — площ на плочи и междина, C = ε₀A / d — не нещо, което расте, защото си го заредил повече. При фиксирана електроемност зарядът просто следи напрежението, Q = C · V: кондензатор 3 F на батерия 6 V съхранява 18 C, двойно от това на 3 V. А по-голяма междина отслабва кондензатор — плочите трябва да са по-близо, не по-надалеч, за да държат повече при същото напрежение.
Как се свързва
Напрежението през кондензатор съществува, защото зарядът е натрупан срещу закона на Кулон — този съхранен тласък е това, което силовата геометрия на предишния урок произвежда в хардуер. Модулът вериги вече срещна този прибор: времената константа RC τ = R · C е колко бързо се пълни. Следващо, токовете разкриват, че правят нещо съвсем друго: създават магнитни полета.