커패시터는 전기 에너지를 저장하는 장치입니다. 근접한 두 개의 도체로 구성됩니다. 두 도체는 서로 분리됩니다. 여기에 제공 될 수있는 가장 간단한 예는 병렬 플레이트 커패시터입니다. 커패시터에는 많은 중요한 응용 프로그램이 있습니다. 큰 컴퓨터 메모리에 저장된 정보 손실을 방지하기 위해 디지털 회로에 사용됩니다. 임시 전력 손실의 경우이 커패시터는 정보를 유지합니다. 커패시터는 또한 가짜 전기 신호를 전환하기위한 필터로 사용되어 전기 서지로 인한 손상을 방지합니다.
유전체 란 무엇입니까?
유전체는 절연 재료입니다. 또는 전류의 매우 열악한 도체로 정의 될 수 있습니다. 전기장에 배치되면 거의 전류가 흐르지 않습니다. 그 이유는 재료를 통해 표류 할 수있는 느슨하게 결합되거나 자유로운 전자가 없기 때문입니다. 전기 편광은 여기서 발생하는 것입니다.
전기 편광은 전기장의 방향으로 미세하게 변위되는 유전체 내의 양전하를 나타냅니다. 음전하는 전기장의 반대 방향으로 미세하게 변위됩니다.
커패시터에서 유전체의역할
유전체는 커패시터에서 세 가지 주요 함수를 수행합니다.
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전도도 플레이트가 접촉하는 것을 방지합니다. 이것은 더 작은 플레이트 분리를 허용하여 커패시턴스가 더 높아집니다.
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전기 강도를 줄여 효과적인 커패시턴스가 증가합니다. 이것은 우리가 동일한 전하를 얻지 만 더 낮은 전압에서.
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고전압에서 작동하는 동안 스파크로 인해 단락 될 가능성도 줄어 듭니다. 스파크의 공식적인 용어는 유전체 파괴입니다.
유전체 층은 2 개의 평행 하전 금속 플레이트 사이에 배치됩니다. 이 경우 전기장은 오른쪽에서 왼쪽으로 가리 킵니다. 유전체의 양의 핵은 필드와 오른쪽으로 이동합니다. 음성 전자는 필드에 왼쪽으로 이동합니다. 필드 라인은 양전하에서 시작하여 음전하로 끝나기 때문에, 유전체의 각 스트레스 원자 내의 전기장은 왼쪽에서 오른쪽으로 가리 킵니다. 이것은 두 금속 플레이트의 외부 필드와 반대입니다. 여기서 전기장은 벡터 수량입니다. 그리고 두 벡터가 반대 방향으로 가리키면 결과를 얻으려면 크기를 빼냅니다. 전체 결과는 금속에서와 같이 두 개의 필드가 유전체에서 취소되지 않기 때문에 두 플레이트 사이의 전기장이 약한 전기장입니다.
.병렬 플레이트 커패시터
병렬 플레이트 커패시터에는 병렬 패턴으로 배열 된 전극 및 절연 재료가 있습니다. 두 개의 전도성 플레이트는 전극입니다. 유전체는 그들 사이에 배치됩니다. 이것은 플레이트의 분배기 역할을합니다. 커패시터의 두 판은 비슷한 크기입니다. 플레이트는 전원에 연결됩니다. 배터리의 양극 단자와 연결된 플레이트는 양전하를받습니다. 배터리의 음성 단자에 연결된 플레이트는 음전하를받습니다. 이 매력의 결과로 커패시터 플레이트 안에 충전이 갇히게됩니다.
커패시턴스
동일한 적용된 전압에 대한 충전량은 커패시터마다 다릅니다. 커패시턴스 C는 커패시터에 저장된 전하 Q가 C에 비례하는 것으로 정의됩니다. 커패시터에 저장된 전하는 q =cv.
에 의해 주어집니다.방정식 재 배열, 커패시턴스 C는 볼트 당 저장된 전하 또는 c =qv.
입니다.farad 또는 f는 커패시턴스의 단위이며 Michael Faraday의 이름을 딴 것입니다. 유전체 매체가없는 평행 플레이트 커패시터의 커패시턴스는 c =ϵ₀ad로 제공됩니다.
유전체가 커패시턴스를 증가시키는 방법
유전체는 절연체의 편광으로 인한 커패시턴스를 증가시킨다. 분극의 용이성이 높을수록 유전 상수, 예를 들어 물이 더 커질 것입니다. 분자의 한쪽 끝에 약간 양전하가 있고 다른 쪽 끝은 약간 음전하가 있기 때문에 물은 극성 분자입니다. 물의 극성은 상대적으로 큰 유전 상수가 80이됩니다.
유전체 매체와 병렬 플레이트 커패시터의 커패시턴스에 대한 공식은
입니다.c =κϵ₀ad
여기서 k는 재료의 유전 상수를 나타냅니다.
결론
커패시터는 전기 충전을 저장하는 데 사용되는 장치입니다. 거리에 의해 분리 된 2 개의 동일한 병렬 전도도 플레이트로 구성된 커패시터를 평행 플레이트 커패시터라고합니다. 커패시터는 커패시터의 두 금속 플레이트를 단열하기 위해 유전체를 사용합니다. 유전체의 사용은 커패시터의 커패시턴스를 증가시키고 더 효과적입니다. 병렬 플레이트 커패시터는 병렬 패턴으로 배열되는 전극 및 절연 재료를 가지며, 유전체는 그들 사이에 배치됩니다. 이상적인 커패시터에는 유전체가 필요하지 않지만 플레이트 사이에 진공 청소기가 필요합니다. 그러나 현대의 진공 상태에서 커패시터를 장착하기가 어렵 기 때문에 플레이트 사이에 유전체가 사용됩니다. 유전체 매체가없는 평행 플레이트 커패시터의 커패시턴스는 유전체 배지를 갖는 평행 플레이트 커패시터의 커패시턴스보다 작습니다.
