Kapacitāte
Kondensators ir ierīce, kas uzglabā elektrisko lādiņu uz diviem atsevišķiem vadītājiem, kā metāla plākšņu pāris. Jo vairāk sprieguma tu stummi pāri tam, jo vairāk lādiņa sakrājas — un kapacitāte saka precīzi, cik daudz lādiņa tu iegūsti uz katru voltu. Lielākas plāksnes vai mazāka sprauga starp tām ļauj kondensatoram noturēt vairāk lādiņa pie tā paša sprieguma.
Formula
Q = C · V
- Q — lādiņš (C): elektriskā lādiņa daudzums, kas uzglabāts kondensatorā
- C — kapacitāte (F): cik daudz lādiņa kondensators uzglabā uz katru pielikto voltu
- V — spriegums (V): elektriskais grūdiens, jeb potenciālu starpība, pāri kondensatoram
Izrēķināts piemērs
Kondensators ar kapacitāti 3 faradi ir savienots pāri 4 voltu baterijai. Cik daudz lādiņa tas uzglabā?
- C = 3 F
- V = 4 V
- Q = C · V
- Q = 3 F × 4 V
Q = 12 C
Pārbaudi sevi
Tas pats 3 faradu kondensators tagad ir savienots ar 6 voltu bateriju tā vietā. Cik daudz lādiņa tas uzglabā?
- 24 C
- 2 C
- Pareizā atbilde: 18 C
Pareizi! Q = C × V, tāpēc 3 F × 6 V = 18 C.
Plākšņu kondensatoram, ja tu dubulto plākšņu laukumu, bet noturi spraugu to pašu, kas notiek ar kapacitāti?
- Pareizā atbilde: Tā dubultojas
- Tā paliek tas pats
- Tā tiek halvēta
Tieši tā! C = ε₀A / d, tāpēc plākšņu laukuma A dubultošana dubulto kapacitāti.
Kur tu to redzi
Viedtālruņa skārienekrāns ir sīku kondensatoru režģis: tava pirksta klātbūtne maina vietējo kapacitāti, un tālrunis nolasa, kurš punkts mainījās. Datora atmiņas čipi ir miljardiem mikroskopisku kondensatoru, katrs tur lādiņu loģikas bitam — uzlādēts vai nē, viens vai nulle.
Biežākās kļūdas
Pamata juceklis ir tas, kas kapacitāte ir: C ir ierīces ģeometrijas īpašība — plākšņu laukums un sprauga, C = ε₀A / d — ne kas tāds, kas aug, tāpēc ka tu to uzlādēji vairāk. Pie fiksētas kapacitātes lādiņš vienkārši seko spriegumam, Q = C · V: 3 F kondensators uz 6 V baterijas uzglabā 18 C, divas reizes vairāk nekā uz 3 V. Un lielāka sprauga vājina kondensatoru — plāksnēm jābūt tuvāk, ne tālāk, lai noturētu vairāk pie tā paša sprieguma.
Kā tas savienojas
Spriegums pāri kondensatoram eksistē, tāpēc ka lādiņš sakrājies pret Kulona likumu — šī uzglabātā grūšana ir tas, ko iepriekšējās stundas spēka ģeometrija rada aparatūrā. Elektroķēžu modulis jau satika šo ierīci: RC laika konstante τ = R · C ir tas, cik ātri tā pildās. Tālāk, strāvas atklāj, ka tās dara kaut ko citu pavisam: rada magnētiskos laukus.