Talpa
Kondensatorius yra įtaisas, kaupiantis elektrinį krūvį dviejuose atskirtuose laidininkuose, kaip metalo plokštumų poroje. Kuo daugiau įtampos stumsi per jį, tuo daugiau krūvio prisikaupia — o talpa pasako tiksliai, kiek krūvio gauni už kiekvieną voltą. Didesnės plokštumos ar mažesnis tarpas tarp jų leidžia kondensatoriui laikyti daugiau krūvio toje pačioje įtampoje.
Formulė
Q = C · V
- Q — krūvis (C): ant kondensatoriaus sukaupto elektrinio krūvio kiekis
- C — talpa (F): kiek krūvio kondensatorius kaupia vienam pritaikytam voltui
- V — įtampa (V): elektrinis stūmimas, arba potencialų skirtumas, per kondensatorių
Išnagrinėtas pavyzdys
Kondensatorius, kurio talpa yra 3 faradai, prijungiamas per 4 voltų bateriją. Kiek krūvio jis kaupia?
- C = 3 F
- V = 4 V
- Q = C · V
- Q = 3 F × 4 V
Q = 12 C
Pasitikrink
Tas pats 3 faradų kondensatorius dabar prijungiamas prie 6 voltų baterijos vietoj. Kiek krūvio jis kaupia?
- 24 C
- 2 C
- Teisingas atsakymas: 18 C
Teisingai! Q = C × V, tad 3 F × 6 V = 18 C.
Lygiagrečių plokštumų kondensatoriui, jei padvigubini plokštumų plotą, tarpą laikydamas tokį patį, kas atsitinka talpai?
- Teisingas atsakymas: Ji pasidvigubina
- Ji lieka ta pati
- Ji perpus sumažėja
Būtent! C = ε₀A / d, tad plokštumų ploto A padvigubinimas padvigubina talpą.
Kur tai matai
Išmaniojo telefono liečiamasis ekranas yra mažyčių kondensatorių tinklelis: tavo piršto buvimas keičia vietinę talpą, o telefonas skaito, kuris taškas pasikeitė. Kompiuterio atminties mikroschemos yra milijardai mikroskopinių kondensatorių, kiekvienas laikantis krūvį loginei bitui — įkrautas ar ne, vienas ar nulis.
Dažnos klaidos
Pagrindinis susipainiojimas — kas yra talpa: C yra įtaiso geometrijos savybė — plokštumų plotas ir tarpas, C = ε₀A / d — o ne kažkas, kas auga, nes daugiau įkrautei. Esant fiksuotai talpai, krūvis tiesiog seka įtampą, Q = C · V: 3 F kondensatorius ant 6 V baterijos kaupia 18 C, dvigubai daugiau nei ant 3 V. Ir didesnis tarpas silpnina kondensatorių — plokštumos turi būti arčiau, ne toliau, kad laikytų daugiau toje pačioje įtampoje.
Kaip tai siejasi
Įtampa per kondensatorių egzistuoja, nes krūvis sukrautas prieš Kulono dėsnį — ta sukauptoji stūmimo galia yra tai, ką ankstesnės pamokos jėgų geometrija gamina aparatinėje įrangoje. Grandinių modulis jau sutiko šį įtaisą: RC laiko konstanta τ = R · C yra tai, kaip greitai jis pripildo. Toliau srovės atskleidžia, kad jos daro ką kita visiškai: kuria magnetinius laukus.