Capacitate electrică
Un condensator este un dispozitiv care stochează sarcină electrică pe doi conductori separați, ca o pereche de plăci metalice. Cu cât mai multă tensiune împingi pe el, cu atât mai multă sarcină se acumulează — iar capacitatea îți spune exact câtă sarcină primești pentru fiecare volt. Plăci mai mari sau un gol mai mic între ele lasă un condensator să țină mai multă sarcină la aceeași tensiune.
Formula
Q = C · V
- Q — sarcina (C): cantitatea de sarcină electrică stocată pe condensator
- C — capacitatea (F): câtă sarcină stochează condensatorul per volt aplicat
- V — tensiunea (V): împingerea electrică, sau diferența de potențial, pe condensator
Exemplu rezolvat
Un condensator cu capacitatea de 3 farazi este conectat pe o baterie de 4 volți. Câtă sarcină stochează?
- C = 3 F
- V = 4 V
- Q = C · V
- Q = 3 F × 4 V
Q = 12 C
Testează-te
Același condensator de 3 farazi este conectat acum la o baterie de 6 volți. Câtă sarcină stochează?
- 24 C
- 2 C
- Răspuns corect: 18 C
Corect! Q = C × V, deci 3 F × 6 V = 18 C.
Pentru un condensator cu plăci paralele, dacă dublezi aria plăcilor dar păstrezi golul același, ce se întâmplă cu capacitatea?
- Răspuns corect: Se dublează
- Rămâne aceeași
- Se înjumătățește
Exact! C = ε₀A / d, deci dublarea ariei plăcilor A dublează capacitatea.
Unde vezi asta
Un ecran tactil de smartphone este o grilă de condensatoare minuscule: prezența degetului tău schimbă capacitatea locală, iar telefonul citește ce punct s-a schimbat. Cipurile de memorie ale calculatoarelor sunt miliarde de condensatoare microscopice, fiecare reținând sarcină pentru un bit logic — încărcat sau nu, unu sau zero.
Greșeli frecvente
Confuzia centrală este ce anume este capacitatea: C este o proprietate a geometriei dispozitivului — aria plăcilor și distanța dintre ele, C = ε₀A / d — nu ceva care crește pentru că l-ai încărcat mai mult. La capacitate fixă, sarcina urmărește pur și simplu tensiunea, Q = C · V: un condensator de 3 F pe o baterie de 6 V stochează 18 C, dublu față de ce stochează la 3 V. Iar un spațiu mai mare slăbește un condensator — plăcile trebuie să fie mai apropiate, nu mai depărtate, ca să rețină mai mult la aceeași tensiune.
Cum se leagă
Tensiunea de pe un condensator există pentru că sarcina se acumulează împotriva legii lui Coulomb — acea împingere stocată este exact ce produce în hardware geometria forței din lecția anterioară. Modulul de circuite a întâlnit deja acest dispozitiv: constanta de timp RC τ = R · C arată cât de repede se umple. Următorul, curenții dezvăluie că fac cu totul altceva: creează câmpuri magnetice.