عوامل موثر بر ظرفیت خازنی

تو اینجایی: 

• صفحه اصلی 
•  
• جلد I - جریان مستقیم (DC) 
•  
• 13 - خازن 
•  
• عوامل موثر بر ظرفیت خازنی

سه عامل اساسی در ساخت خازن وجود دارد که میزان خازن ایجاد شده را تعیین می کند.

عوامل موثر بر ظرفیت خازنی

همه این عوامل با تأثیر بر میزان شار میدان الکتریکی (تفاوت نسبی الکترون‌ها بین صفحات) برای مقدار معینی از نیروی میدان الکتریکی (ولتاژ بین دو صفحه) ظرفیت خازنی را دیکته می‌کنند:

منطقه بشقاب

همه عوامل دیگر برابر هستند، سطح صفحه بزرگتر ظرفیت خازنی بیشتری می دهد. سطح صفحه کمتر ظرفیت خازنی کمتری می دهد.

توضیح:

سطح صفحه بزرگتر منجر به شار میدان بیشتر (بار جمع آوری شده روی صفحات) برای نیروی میدانی معین (ولتاژ در صفحات) می شود.

فاصله بین صفحات

همه فاکتورهای دیگر برابر هستند، فاصله صفحات بیشتر ظرفیت خازنی کمتری می دهد. فاصله صفحات نزدیکتر باعث خازنی بیشتر می شود.

توضیح :

فاصله نزدیکتر منجر به نیروی میدان بیشتر (ولتاژ در خازن تقسیم بر فاصله بین صفحات) می شود که منجر به شار میدان بیشتر (بار جمع آوری شده روی صفحات) برای هر ولتاژ داده شده در صفحات می شود.

مواد دی الکتریک

همه عوامل دیگر برابر هستند، گذردهی بیشتر دی الکتریک ظرفیت بیشتری را به همراه دارد. گذردهی کمتر دی الکتریک ظرفیت کمتری می دهد.

توضیح:

اگرچه توضیح آن پیچیده است، اما برخی مواد مخالفت کمتری با شار میدانی برای مقدار معینی از نیروی میدانی دارند. مواد با گذردهی بیشتر، شار میدان بیشتری را امکان پذیر می کنند (تضاد کمتری ارائه می دهند)، و در نتیجه بار جمع آوری شده بیشتری را برای هر مقدار معینی از نیروی میدان (ولتاژ اعمال شده) فراهم می کنند.

گذردهی "نسبی" به معنای گذردهی یک ماده نسبت به خلاء خالص است. هرچه این عدد بیشتر باشد، گذردهی مواد بیشتر می شود.

به عنوان مثال، شیشه با گذردهی نسبی 7، دارای ضریب گذرایی هفت برابر خلاء خالص است و در نتیجه امکان ایجاد شار میدان الکتریکی هفت برابر قوی‌تر از خلاء را فراهم می‌کند، و همه عوامل دیگر برابر هستند.

جدول ضریب دما

در زیر جدولی است که ضریب نسبی (همچنین به عنوان "ثابت دی الکتریک" شناخته می شود) مواد مختلف رایج را فهرست می کند:

فرمول

تخمین ظرفیت خازنی برای هر جفت هادی جدا شده را می توان با این فرمول پیدا کرد:

فرمولی برای ظرفیت خازن در پیکوفاراد با استفاده از ابعاد عملی:

خازن متغیر

یک خازن را می توان با تغییر هر یک از عوامل فیزیکی تعیین کننده ظرفیت خازن به جای ثابت در مقدار متغیر ساخت. یکی از عوامل نسبتاً آسان برای تغییر در ساخت خازن، مساحت صفحه یا به عبارت بهتر، میزان همپوشانی صفحه است.

عکس زیر نمونه‌ای از خازن متغیر را نشان می‌دهد که از مجموعه‌ای از صفحات فلزی بهم پیوسته و یک شکاف هوا به عنوان ماده دی الکتریک استفاده می‌کند:

با چرخاندن شفت، میزان همپوشانی مجموعه‌های صفحات با یکدیگر متفاوت خواهد بود و ناحیه مؤثر صفحات را که می‌توان بین آن‌ها میدان الکتریکی متمرکز ایجاد کرد، تغییر داد. این خازن خاص دارای ظرفیتی در محدوده پیکوفاراد است و در مدارهای رادیویی کاربرد دارد.