Τι είναι η Ηλεκτρική Χωρητικότητα;
Η ηλεκτρική χωρητικότητα (ή capacitance) είναι ένα φυσικό μέγεθος που δείχνει πόσο ηλεκτρικό φορτίο μπορεί να αποθηκεύσει ένα σύστημα ανά μονάδα διαφοράς δυναμικού (τάσης). Αποτελεί θεμελιώδη έννοια της Ηλεκτροστατικής και της Ηλεκτρολογίας, και συμβολίζεται με το γράμμα C.
Ο βασικός τύπος της χωρητικότητας είναι:
C = Q / U
όπου:
- C — ηλεκτρική χωρητικότητα (σε farads, F)
- Q — φορτίο που αποθηκεύεται στις πλάκες (σε coulombs)
- U — διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών (σε volts)
Δομή και Τύπος Πυκνωτή
Για έναν επίπεδο πυκνωτή, η χωρητικότητα δίνεται από τον τύπο:
C = εε₀ × (S / d)
όπου:
- S — το εμβαδόν των πλακών του πυκνωτή
- d — η απόσταση μεταξύ των πλακών
- ε — η σταθερά του διηλεκτρικού υλικού
- ε₀ — η ηλεκτρική σταθερά (διηλεκτρική σταθερά του κενού)
Το Θεώρημα του Gauss
Με τη βοήθεια του Θεωρήματος του Gauss μπορούμε να υπολογίσουμε το ηλεκτρικό πεδίο (E) και την πυκνότητα ροής του ηλεκτρικού πεδίου (D):
E = Q / (2εε₀)
Η σχέση αυτή συνδέει το αποθηκευμένο φορτίο, την εφαρμοζόμενη τάση και τη γεωμετρία του πυκνωτή.
Εφαρμογές στην Πράξη
Οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονικό κύκλωμα — από την αποθήκευση ενέργειας και τη φιλτραρίση σημάτων, μέχρι τη ρύθμιση συχνοτήτων και τον έλεγχο τάσης. Η κατανόηση της ηλεκτρικής χωρητικότητας είναι απαραίτητη για τον σχεδιασμό αποδοτικών ηλεκτρικών συστημάτων και τη μελέτη της κατανομής φορτίου σε ηλεκτρικά πεδία.
Εικονογράφηση: @jurijkovalenok1
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου