Was ist die elektrische Kapazität?

Oft in der Schule Physikunterricht ein Lehrer,das Thema Elektrizität zu erklären, greift auf den Vergleich des elektrischen Stroms mit dem Wasserfluss zurück. In vielen Fällen, auch wenn dies nicht immer der Fall ist, ist ein solcher Vergleich durchaus akzeptabel, um das Verständnis der auftretenden Prozesse zu erleichtern. Tatsächlich wird sogar das Wort "Strom" speziell für Flüssigkeiten verwendet. Und was ist Kapazität? Dies ist eine der Eigenschaften des Objekts, seine Fähigkeit, alles zu enthalten. Zum Beispiel weiß jeder, dass die Kapazität eines Glases 3 Liter ist. Offensichtlich hängt die Menge an angesammeltem Wasser direkt von der Kapazität des Behälters ab. Also, wenn Sie zwei Eimer nehmen, zum Beispiel 8 und 12 Liter, dann sind sie in der Höhe gleich, aber nur im Durchmesser. Das Konzept der "elektrischen Kapazität" ist in dieser Hinsicht sehr ähnlich. Einer der Parameter, der sich auf die Kapazität auswirkt, sind beispielsweise die Dimensionen. Elektrische Kapazität (EE) ist die Fähigkeit, eine bestimmte Menge an Elektrizität anzusammeln und zu speichern. Jedes leitfähige Material besitzt eine bestimmte EE, abhängig von einer Anzahl von Parametern. Der Ladungsakkumulationsprozess ist möglich, wenn keine Möglichkeit besteht, dass er zu einem anderen Objekt mit einer größeren Kapazität fließt.

Die elektrische Kapazität kann durch eine Formel ausgedrückt werden, die die Fähigkeit berücksichtigt, eine Ladung (Potential - v) und den Wert der Ladung selbst (q) zu akkumulieren. Mit dem Buchstaben "c" bezeichnet:

c = q / v

Die elektrische Kapazität wird in Farad gemessen. Da dieser Wert jedoch ziemlich groß ist, werden in modernen elektronischen Schaltungen häufig Mikro- und Picofarad verwendet. Große Kapazitäten werden nur in bestimmten Geräten und Berechnungen verwendet. Dementsprechend sind die Präfixe "Mikro und Pico" 1 × 10 bei -6 und -12 Grad. Die Prozesse, die auftreten, können leicht durch die elektrische Kapazität eines einzelnen Leiters beschrieben werden.

Stellen Sie sich einen Dirigenten vorein nicht leitendes Strommedium, in dem keine externen Felder vorhanden sind. Verbinden Sie es mit der Stromquelle. Einige Elektronen treten in die Materialstruktur ein und erzeugen ein Überschußpotential, dh diese Ladungen können unter bestimmten Bedingungen arbeiten (erzeugen Sie eine Schaltung). Sie sind über die Oberfläche mit einer bestimmten Dichte verteilt, die von der räumlichen Konfiguration des Leiters und seinen Abmessungen abhängt. Um jede Punktladung herum gibt es ein elektrisches Feld, das alle anderen Abschnitte des Leiters betrifft. Das Potential eines solitären Leiters ist direkt proportional zur Ladung. Das Verhältnis der gegebenen Ladung (q) zu dem Potential (Fi) für den betrachteten Leiter ist unveränderlich, da es nur von den Abmessungen (Größe, Form) und der dielektrischen Konstante des Mediums abhängt. In dem Beispiel wird nicht umsonst der einzelne Explorer angezeigt. Wenn sich daneben andere Körper befinden, wird das elektrische Feld der Elementarladungen in den umgebenden Körpern das Potential des entgegengesetzten Vorzeichens induzieren, was den Endwert beeinflussen wird (es wird weniger sein).

Das einfachste Element, das Eigenschaften verwendetAkkumulieren Sie einen elektrischen Strom ist ein Kondensator. Es sind zwei Leiter, die durch ein dielektrisches Material getrennt sind. Seine Besonderheit ist, dass das erzeugte elektrische Feld zwischen den Platten (gegenüberliegende Abschnitte von Leitern) "gebunden" ist und die umliegenden Körper praktisch nicht beeinflusst, und daher wird das Potential für externe Arbeit nicht verschwendet.

Sie können die Kapazität auf verschiedene Arten erhöhen:

• Verringern Sie den Abstand zwischen den Platten. Eine unendliche Reduktion ist unmöglich, da ein Durchbruch eines nichtleitenden Mediums auftreten kann, was zu einem Ladungsverlust führt;
• nichtleitendes Material mit hoher Beständigkeit gegen Durchschlag auswählen;
• Vergrößern Sie die Fläche der Platten. Um akzeptable Abmessungen des Kondensators beizubehalten, ändert sich oft die räumliche Anordnung der Platten. Zum Beispiel werden zwei Leiter in Ringe gezwirnt, die durch einen Isolator getrennt sind.