Apa yang menentukan kapasitansi kapasitor?

Kapasitor dirancang untuk penyimpanan sementara energi listrik dalam bentuk energi potensial yang terbagi dalam ruang menjadi muatan listrik positif dan negatif, yaitu berupa medan listrik di ruang antara keduanya. Karenanya, kapasitor listrik mencakup tiga komponen utama: dua pelat konduktor, di mana muatan terpisah terletak di kapasitor muatan, dan lapisan dielektrik yang terletak di antara pelat.

Pelat kapasitor, bergantung pada jenis produk listrik ini, dapat dibuat dengan berbagai cara, mulai dari pelat aluminium sederhana yang dililitkan pada gulungan dengan lapisan kertas, hingga pelat yang dioksidasi secara kimiawi atau lapisan dielektrik logam. Bagaimanapun, ada lapisan dielektrik dan pelat di antaranya terpasang erat - ini pada dasarnya adalah sebuah kapasitor.

Dielektrik dapat berupa kertas, mika, polipropilena, tantalum, atau bahan isolasi listrik lain yang sesuai dengan konstanta dielektrik dan kekuatan listrik yang diperlukan.

Seperti yang Anda ketahui, energi muatan listrik yang dipisahkan dalam ruang sama dengan hasil kali jumlah muatan Q yang dipindahkan (dari satu benda ke benda lain) dengan beda potensial antara benda bermuatan U.

Jadi, energi muatan yang terpisah pada pelat kapasitor tidak hanya bergantung pada jumlah muatan yang terpisah, tetapi juga pada parameter pelat dan dielektriknya, karena dielektrik, ketika terpolarisasi, menyimpan energi dalam bentuk medan listrik, kekuatan yang menentukan perbedaan potensial U antara muatan terpisah yang terletak di pelat kapasitor.

Karena beda potensial antara muatan yang dipisahkan dalam ruang bergantung pada kekuatan medan listrik dan jarak di antara keduanya. Sebenarnya - pada ketebalan dielektrik antara pelat bermuatan ketika datang ke kapasitor.

Pada saat yang sama, semakin besar area tumpang tindih pelat A dan semakin besar konstanta dielektrik absolut (dan relatif) dari dielektrik - semakin kuat muatan terpisah yang terletak di pelat tertarik satu sama lain - semakin banyak signifikan energi potensial mereka — semakin banyak pekerjaan yang diperlukan dari sumber EMF untuk mengisi daya kapasitor itu.

Dengan memisahkan muatan dalam proses pemindahan elektron dari satu pelat ke pelat lainnya, sumber EMF melakukan volume pekerjaan yang persis sama pada pengisian kapasitor, yang jumlahnya akan sama. energi kapasitor bermuatan.

Dengan diskontinuitas ini, energi kapasitor yang diisi, selain jumlah muatan yang ditransfer dari pelat ke pelat, (bisa berbeda) akan bergantung pada luas tumpang tindih pelat A, pada jarak antara pelat d , dan pada konstanta dielektrik absolut dari dielektrik e.

Parameter penentu konstruksi kapasitor tertentu ini adalah konstan, rasio agregatnya dapat disebut kapasitansi kapasitor C. Kemudian kita dapat mengatakan dengan yakin bahwa kapasitansi kapasitor C bergantung pada area tumpang tindih pelat A , pada jarak antara mereka d dan konstanta dielektrik e.

Ketergantungan kapasitansi pada parameter ini sangat mudah dipahami jika kita mempertimbangkan kapasitor datar.

Semakin besar area tumpang tindih pelatnya, semakin besar kapasitas kapasitor, karena muatan berinteraksi di area yang lebih luas.

Semakin kecil jarak antar pelat (sebenarnya, ketebalan lapisan dielektrik), semakin besar kapasitas kapasitor, karena gaya interaksi muatan meningkat saat mendekati.

Semakin besar konstanta dielektrik dielektrik antar pelat, semakin besar kapasitansi kapasitor, karena semakin besar kekuatan medan listrik antar pelat.

Lihat juga:Mengapa kapasitor digunakan dalam rangkaian listrik? DanKapasitor dan Baterai - Apa Bedanya?