Kapasitans , sistemin elektrik yükünü saxlamaq qabiliyyətini əhatə edən elektrostatikada əsas anlayışdır. Bu, müəyyən bir elektrik potensialı üçün saxlanılan elektrik yükünün miqdarının ölçüsüdür. Kapasitans, elektrik enerjisini saxlayan və buraxan komponentlər olan kondansatörlər də daxil olmaqla, geniş çeşidli elektron cihazların dizaynında və işləməsində çox vacibdir.
Kapasitans hər bir keçiricidəki elektrik yükünün ( \(Q\) ) onların arasındakı potensial fərqə ( \(V\) ) nisbəti kimi müəyyən edilir. Kapasitans düsturu ( \(C\) ) belə ifadə edilir:
\(C = \frac{Q}{V}\)Kapasitans vahidi Maykl Faradeyin adını daşıyan Faraddır (F). Bir Farad tutumu olan bir kondansatör, plitələri arasında bir volt potensial fərq olduqda bir kulon elektrik yükünü saxlayır.
Əsas kondansatör dielektrik kimi tanınan bir izolyasiya materialı ilə ayrılmış iki keçiricidən ibarətdir. Konduktorlar müxtəlif formalarda ola bilər, məsələn, lövhələr, kürələr və ya silindrlər. Dielektrik material, elektrik yükünün axınına müqavimət göstərərək, kondansatörün yük saxlama qabiliyyətini artırmaqla kondansatörün tutumunun müəyyən edilməsində həlledici rol oynayır.
Paralel lövhəli bir kondansatör üçün tutum düsturla hesablana bilər:
\(C = \epsilon \frac{A}{d}\)burada \(C\) tutum, \(\epsilon\) dielektrik materialın keçiriciliyi, \(A\) plitələrdən birinin sahəsi və \(d\) plitələr arasındakı məsafədir. .
Bir kondansatör enerjini plitələr arasında yaranan elektrik sahəsində saxlayır. Yüklənmiş bir kondansatördə saxlanılan enerji ( \(U\) ) tənliklə verilir:
\(U = \frac{1}{2} CV^{2}\)Bu tənlik göstərir ki, kondansatorda yığılan enerji onun üzərindəki gərginliyin kvadratına mütənasibdir və onun tutumu ilə düz mütənasibdir. Bu prinsip müxtəlif elektron cihazlarda enerji saxlamaq və lazım olduqda sərbəst buraxmaq üçün istifadə olunur.
Bir kondansatörün plitələri arasındakı dielektrik yalnız bir izolyator deyil; elektrik sahəsinə cavab olaraq qütbləşərək tutumu da təsir edir. Bu qütbləşmə kondansatör daxilində effektiv elektrik sahəsini azaldır və onun yük saxlamaq qabiliyyətini artırır. Dielektrik sabiti ( \(\kappa\) ) bu təsirin ölçüsüdür, daha yüksək dəyərlər daha böyük tutumu göstərir.
Kondansatörlər ardıcıl qoşulduqda, ümumi tutum ( \(C_{total}\) ) qarşılıqlı düsturun cəminin əksi ilə hesablanan fərdi tutumların hər hansı birindən azdır:
\(\frac{1}{C_{total}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + ... + \frac{1}{C_n}\)Əksinə, kondansatörlər paralel bağlandıqda, ümumi tutum fərdi tutumların cəminə bərabərdir:
\(C_{total} = C_1 + C_2 + ... + C_n\)Bu konfiqurasiya dövrənin ümumi tutumunu artırmağa imkan verir, çünki hər bir kondansatörün yük saxlama qabiliyyəti daha yüksək ümumi saxlama qabiliyyətini təmin etmək üçün əlavə olunur.
Kapasitansı anlamaq üçün bir təcrübə müxtəlif gərginliklərdə bir kondansatörün saxladığı yükün ölçülməsini əhatə edir. Kondansatörü dəyişən enerji təchizatı ilə birləşdirərək və həssas ampermetr ilə müxtəlif gərginliklərdə yığılmış yükü ölçməklə, \(C = \frac{Q}{V}\) münasibətindən istifadə edərək kondansatörün tutumunu müəyyən etmək olar.
Kondansatörün lövhələri arasındakı elektrik sahəsi ( \(E\) ) plitələrdəki yük sıxlığı ( \(\sigma\) ) və dielektrik keçiriciliyi ( \(\epsilon\) ) tənliyi ilə bağlıdır. :
\(E = \frac{\sigma}{\epsilon}\)Elektrik sahəsi plitələrə bitişik olan ən güclüdür və plitələrdən uzaqlaşdıqca zəifləyir. Bu sahə kondansatör doldurulduqda enerjini saxlayır, buna görə də elektrik sahəsi dağılan zaman kondansatör enerji buraxa bilər.
Kondansatörlər elektron sxemlərin və cihazların ayrılmaz komponentləridir. Onlar istifadə olunur:
Kapasitans elektrostatika və elektronikada əsas anlayışdır, sistemin elektrik enerjisini saxlamaq və buraxmaq qabiliyyətini təmsil edir. O, keçirici plitələrin ölçüsü, aralarındakı məsafə və istifadə olunan dielektrik materialın növü kimi amillərdən təsirlənir. Kapasitansdan istifadə edən kondansatörlər enerji saxlama, enerji kondisioneri və digərləri arasında siqnal emalında geniş tətbiq tapır. Kapasitansı anlamaq elektron sxemlərin və cihazların dizaynı və işləməsi üçün çox vacibdir.
