Care este capacitatea electrică?

Adesea la orele de fizică școlară un profesor,explicând tema energiei electrice, recurge la compararea curentului electric cu fluxul de apă. În multe cazuri, deși nu întotdeauna, pentru a facilita înțelegerea proceselor care apar, o astfel de comparație este în totalitate acceptabilă. De fapt, chiar și cuvântul "curent" este folosit în mod specific pentru lichide. Și care este capacitatea? Aceasta este una dintre caracteristicile obiectului, capacitatea sa de a conține orice. De exemplu, toată lumea știe că capacitatea unui borcan este de 3 litri. Evident, cantitatea de apă acumulată depinde în mod direct de capacitatea navei. Deci, dacă luați două găleți, de exemplu, 8 și 12 litri, atunci ele sunt egale în înălțime, dar numai în diametru. Conceptul de "capacitate electrică" în această privință este foarte asemănător. De exemplu, unul dintre parametrii care afectează capacitatea este dimensiunea. Capacitatea electrică (EE) este capacitatea de a acumula și de a reține o anumită cantitate de energie electrică. Orice material conductiv are o anumită EE, în funcție de mai mulți parametri. Procesul de acumulare a încărcăturii este posibil în cazul în care nu există posibilitatea ca acesta să curgă spre un alt obiect care posedă o capacitate mai mare.

Capacitatea electrică poate fi exprimată printr-o formulă care ia în considerare abilitatea de a acumula o sarcină (potențial - v) și valoarea încărcării în sine (q). Denumită cu litera "c":

c = q / v

Capacitatea electrică este măsurată în farads. Cu toate acestea, deoarece această valoare este destul de mare, în circuitele electronice moderne, micro- și picofaradele sunt adesea folosite. Capacitățile mari sunt utilizate numai în dispozitive și calcule specifice. În consecință, prefixele "micro și pico" sunt 1 * 10 la -6 și -12 grade. Procesele care apar pot fi ușor descrise prin capacitatea electrică a unui conductor solitar.

Imaginați-vă un dirijorun mediu curent neconductor în care nu există câmpuri externe. Conectați-l la sursa de alimentare. Unii electroni intră în structura materialului, creând un potențial în exces, adică aceste taxe pot funcționa în anumite condiții (creați un circuit). Ele sunt distribuite pe suprafață cu o anumită densitate, care depinde de configurația spațială a conductorului și de dimensiunile acestuia. În jurul fiecărei încărcări de puncte există un câmp electric care afectează toate celelalte secțiuni ale conductorului. Potențialul unui astfel de conductor solitar este direct proporțional cu sarcina. Raportul dintre sarcina (q) și potențialul (Fi) al conductorului luat în considerare este invariabil, deoarece depinde doar de dimensiunile (dimensiunea, forma) și de constanta dielectrică a mediului. În exemplul respectiv, exploratorul solitar nu este indicat. Dacă există alți corpuri lângă el, câmpul electric al încărcăturilor unității va induce în corpurile din jur potențialul semnului opus, ceea ce va afecta valoarea finală (va fi mai mică).

Cel mai simplu element care utilizează proprietățileacumula un curent electric este un condensator. Sunt doi conductoare separate printr-un material dielectric. Particularitatea sa este că câmpul electric generat este "legat" între plăci (secțiunile opuse ale conductorilor) și practic nu afectează corpurile din jur și, prin urmare, nu este irosit potențialul pentru munca externă.

Puteți crește capacitatea în mai multe moduri:

• reduceți decalajul dintre plăci. Reducerea infinită este imposibilă, deoarece se poate produce o defalcare a unui mediu neconductor, ceea ce duce la o pierdere a încărcăturii;
• alegeți un material neconductiv cu o rezistență ridicată la defect;
• crește suprafața plăcilor. Pentru a menține dimensiunile acceptabile ale condensatorului, aranjamentul spațial al plăcilor se schimbă adesea. De exemplu, doi conductori sunt răsuciți în inele separate de un izolator.