Kapacitás

A kondenzátor olyan eszköz, amely elektromos töltést tárol két elválasztott vezetőn, például egy fémlapárán. Minél nagyobb feszültsést tolysz rá, annál több töltés halmozódik fel — és a kapacitás megmondja pontosan, mennyi töltést kapsz minden voltból. Nagyobb lemezek vagy kisebb rés köztük lehetővé teszik, hogy a kondenzátor ugyanazon a feszültségen több töltést tartsanak.

A képlet

Q = C · V

  • Q — töltés (C): a kondenzátoron tárolt elektromos töltés mennyisége
  • C — kapacitás (F): mennyi töltést tárol a kondenzátor minden alkalmazott voltontánként
  • V — feszültség (V): az elektromos tolóerő, vagyis a potenciálkülönbség a kondenzátoron át

Megoldott példa

Egy 3 farad kapacitású kondenzátort egy 4 voltos elemre kötnek. Mennyi töltést tárol?

  • C = 3 F
  • V = 4 V
  1. Q = C · V
  2. Q = 3 F × 4 V

Q = 12 C

Teszteld magad

Ugyanazt a 3 farados kondenzátort most 6 voltos elemre kötik. Mennyi töltést tárol?
  • 24 C
  • 2 C
  • Helyes válasz: 18 C

Helyes! Q = C × V, tehát 3 F × 6 V = 18 C.

Párhuzamos lemezes kondenzátornál, ha megduplázod a lemezek területét, de a rést ugyanakkorán hagyod, mi történik a kapacitással?
  • Helyes válasz: Megduplázódik
  • Változatlan marad
  • Felére csökken

Pontosan! C = ε₀A / d, tehát a lemezterület A megduplázása megduplázza a kapacitást.

Hol találkozol vele

Egy okostelefon érintőképernyője apró kondenzátorok rácsa: az ujjad jelenléte megváltoztatja a helyi kapacitást, és a telefon leolvassa, melyik pont változott. A számítógép memóriachipjei milliárdnyi mikroszkopikus kondenzátorból állnak, mindegyik egy logikai bit töltését tárolja — töltve vagy nem, egy vagy nulla.

Gyakori hibák

A központi zavar az, hogy mi is a kapacitás: C az eszköz geometriájának tulajdonsága — a lapok területe és a rés, C = ε₀A / d —, nem valami, ami azért nő, mert jobban feltöltötted. Rögzített kapacitásnál a töltés egyszerűen követi a feszültséget, Q = C · V: egy 3 F-os kondenzátor egy 6 V-os telepen 18 C-ot tárol, kétszer annyit, mint 3 V-on. És egy nagyobb rés gyengíti a kondenzátort — a lapoknak közelebb kell lenniük, nem távolabb, hogy ugyanazon a feszültségen többet tároljanak.

Hogyan kapcsolódik

A kondenzátoron mérhető feszültség azért létezik, mert a töltés felhalmozódik a Coulomb-törvénnyel szemben — ez a tárolt tolóerő az, amit az előző lecke erőgeometriája hardverben termel. Az áramkörök modul már találkozott ezzel az eszközzel: az RC időállandó τ = R · C mutatja, milyen gyorsan töltődik fel. A következő lecke, az áramok, felfedik, hogy egészen mást is csinálnak: mágneses mezőket hoznak létre.

Próbáld ki az interaktív szimulációt

Kapcsolódó fogalmak