Kemuatan
Satu kapasitor ialah peranti yang menyimpan cas elektrik pada dua konduktor terpisah, seperti sepasang plat logam. Semakin banyak voltan anda tolak merentasinya, semakin banyak cas bertimbun -- dan kemuatan memberitahu anda tepat berapa banyak cas anda dapat bagi setiap volt. Plat lebih besar atau jurang lebih kecil antara mereka membiarkan kapasitor memegang lebih banyak cas pada voltan yang sama.
Formula
Q = C · V
- Q — cas (C): jumlah cas elektrik yang tersimpan pada kapasitor
- C — kemuatan (F): berapa banyak cas disimpan kapasitor per volt dikenakan
- V — voltan (V): dorongan elektrik, atau beza keupayaan, merentasi kapasitor
Contoh penyelesaian
Satu kapasitor berkemuatan 3 farad disambung merentasi satu bateri 4 volt. Berapa banyak cas ia simpan?
- C = 3 F
- V = 4 V
- Q = C · V
- Q = 3 F × 4 V
Q = 12 C
Uji diri anda
Kapasitor 3 farad yang sama kini disambung kepada satu bateri 6 volt sebaliknya. Berapa banyak cas ia simpan?
- 24 C
- 2 C
- Jawapan betul: 18 C
Betul! Q = C × V, jadi 3 F × 6 V = 18 C.
Bagi satu kapasitor plat-selari, jika anda menggandakan luas plat tetapi mengekalkan jurang, apa yang berlaku pada kemuatan?
- Jawapan betul: Ia berganda
- Ia kekal sama
- Ia dipotong separuh
Tepat! C = ε₀A / d, jadi menggandakan luas plat A menggandakan kemuatan.
Di mana anda melihat ini
Skrin sentuh telefon pintar ialah satu grid kapasitor kecil: kehadiran jari anda mengubah kemuatan setempat, dan telefon membaca titik mana yang berubah. Cip ingatan komputer ialah berbilion kapasitor mikroskopik, setiap satu memegang cas bagi satu bit logik -- bercas atau tidak, satu atau sifar.
Kesilapan biasa
Kekeliruan teras ialah apa itu kemuatan: C ialah sifat geometri peranti -- luas plat dan jurang, C = ε₀A / d -- bukan sesuatu yang membesar kerana anda mencasnya lebih. Pada kemuatan tetap, cas sekadar menjejak voltan, Q = C · V: kapasitor 3 F pada bateri 6 V menyimpan 18 C, dua kali ganda yang disimpan pada 3 V. Dan jurang lebih besar melemahkan kapasitor -- plat mesti lebih hampir, bukan lebih jauh, untuk memegang lebih banyak pada voltan yang sama.
Bagaimana ia bersambung
Voltan merentasi satu kapasitor wujud kerana cas bertimbun melawan hukum Coulomb -- dorongan tersimpan itulah yang geometri daya pelajaran sebelumnya hasilkan dalam perkakasan. Modul litar sudah berjumpa peranti ini: pemalar masa RC τ = R · C ialah betapa pantas ia mengisi. Seterusnya, arus mendedahkan mereka melakukan sesuatu yang lain sama sekali: membuat medan magnet.