Què determina la capacitat d'un condensador?
El condensador està dissenyat per a l'emmagatzematge temporal d'energia elèctrica en forma d'energia potencial dividida a l'espai en càrregues elèctriques positives i negatives, és a dir, en forma de camp elèctric a l'espai entre elles. En conseqüència, un condensador elèctric inclou tres components principals: dues plaques conductores, sobre les quals es troben càrregues separades en un condensador de càrrega, i una capa dielèctrica situada entre les plaques.
Les plaques de condensadors, segons el tipus d'aquest producte elèctric, es poden fabricar de diferents maneres, que van des de simples plaques d'alumini enrotllades en un rotlle amb una capa intermedia de paper, fins a plaques oxidades químicament o una capa dielèctrica metal·litzada. En qualsevol cas, hi ha una capa de dielèctric i una placa entre la qual està ben fixada, bàsicament un condensador.
El dielèctric pot ser paper, mica, polipropilè, tàntal o un altre material aïllant elèctric adequat amb la constant dielèctrica i la resistència elèctrica requerides.
Com sabeu, l'energia de les càrregues elèctriques separades a l'espai és igual al producte de la quantitat de càrrega Q desplaçada (d'un cos a un altre) per la diferència de potencial entre els cossos carregats U.
Per tant, l'energia de les càrregues separades a les plaques del condensador depèn no només del nombre de càrregues separades, sinó també dels paràmetres de les seves plaques i del dielèctric, ja que el dielèctric, quan es polaritza, emmagatzema energia en forma de camp elèctric, la força del qual determina la diferència de potencial U entre les càrregues separades situades a les plaques del condensador.
Perquè la diferència de potencial entre càrregues separades a l'espai depèn de la força del camp elèctric i de la distància entre elles. En realitat, sobre el gruix del dielèctric entre les plaques carregades quan es tracta d'un condensador.
Al mateix temps, com més gran sigui l'àrea de superposició de les plaques A i més gran sigui la constant dielèctrica absoluta (i relativa) del dielèctric; més fortes són les càrregues separades situades a les plaques s'atreuen entre si, més significativa la seva energia potencial: més treball es requerirà de la font EMF per carregar aquest condensador.
En separar les càrregues en el procés de transferència d'electrons d'una placa a una altra, la font d'EMF realitza exactament aquest volum de treball en carregar el condensador, la quantitat del qual serà idèntica. energia d'un condensador carregat.
Amb aquesta discontinuïtat, l'energia del condensador carregat, a més de la quantitat de càrrega transferida de placa a placa, (pot ser diferent) dependrà de l'àrea de solapament de les plaques A, de la distància entre les plaques d , i sobre la constant dielèctrica absoluta del dielèctric e.
Aquests paràmetres determinants de la construcció d'un condensador particular són constants, la seva relació agregada es pot anomenar la capacitat del condensador C. Aleshores podem dir amb confiança que la capacitat del condensador C depèn de l'àrea de solapament de les plaques A , sobre la distància entre ells d i de la constant dielèctrica e.
La dependència de la capacitat d'aquests paràmetres és molt fàcil d'entendre si tenim en compte un condensador pla.
Com més gran sigui l'àrea de superposició de les seves plaques, més gran serà la capacitat del condensador, ja que les càrregues interactuen sobre una àrea més gran.
Com més petita és la distància entre les plaques (de fet, el gruix de la capa dielèctrica), més gran és la capacitat del condensador, perquè la força d'interacció de les càrregues augmenta a mesura que s'acosten.
Com més gran sigui la constant dielèctrica del dielèctric entre les plaques, més gran serà la capacitat del condensador, perquè com més gran és la força del camp elèctric entre les plaques.
Vegeu també:Per què s'utilitzen condensadors en circuits elèctrics? iCondensadors i bateries: quina diferència hi ha?