El condensador es un tipo de componente eléctrico y la función principal de este es almacenar la energía en forma de carga eléctrica y genera una diferencia de potencial en sus dos placas similar a una mini batería recargable. Condensadores están disponibles en diferentes tipos, desde muy pequeños a grandes, pero la función de todos ellos es la misma que almacenar carga eléctrica. Un condensador incluye dos placas de metal que se separan eléctricamente a través del aire o un buen material aislante como cerámica, plástico, mica, etc. Este material aislante se conoce como dieléctrico. Este artículo describe una descripción general del condensador de placas paralelas y su funcionamiento.
¿Qué es un condensador de placas paralelas?
Definición: Un condensador que se puede formar utilizando la disposición de electrodos y material aislante como dieléctrico se conoce como condensador de placas paralelas. El condensador incluye dos placas conductoras que están separadas por un material dieléctrico. Aquí las placas conductoras actúan como electrodos.
Construcción de condensadores de placas paralelas
La construcción de este condensador se puede hacer con la ayuda de placas de metal, de lo contrario placas de aluminio metalizadas. Estos están dispuestos en paralelo entre sí con la misma distancia. Las dos placas paralelas del condensador están conectadas a la fuente de alimentación. Cuando la placa primaria del condensador está conectada al terminal + Ve de la batería, obtiene una carga positiva. Del mismo modo, cuando la segunda placa del condensador está conectada a un terminal negativo de la batería, recibe una carga negativa. Entonces almacena la energía entre las placas debido a las cargas de atracción.
Construcción de condensadores de placas paralelas
Diagrama de circuito
El siguiente circuito de un condensador de placas paralelas se utiliza para cargar el condensador. En este circuito, 'C' es el condensador, la diferencia de potencial es 'V' y 'K' es el interruptor.
Una vez que se cierra la tecla como 'K', el flujo de electrones de la placa1 comenzará a fluir en la dirección del terminal + Ve de la batería. Entonces, el flujo de electrones será desde el extremo -Ve de la batería al extremo + Ve.
Circuito de condensadores de placas paralelas
En la batería, el flujo de electrones en la dirección del extremo positivo, luego comenzarán a fluir en la placa2. Así, estas dos placas obtendrán cargas, donde una placa obtendrá una carga positiva y la segunda placa tendrá una carga negativa.
Este procedimiento continuará una vez que el capacitor obtenga una diferencia de potencial en la cantidad exacta de batería. Una vez que se detiene este proceso, el condensador almacena la carga eléctrica, incluida la diferencia de potencial. La carga en el condensador se puede escribir como Q = CV
Principio del condensador de placas paralelas
Sabemos que podemos suministrar una cierta cantidad de carga eléctrica a una placa de condensador. Si proporcionamos más energía, entonces hay un incremento en el potencial de modo que conduce a una salida en la carga. Una vez que la placa2 está dispuesta junto a la placa1 que recibe una carga positiva, se suministrará una carga negativa a esta placa2.
Si obtenemos plate2 y se coloca al lado de plate1, entonces se puede suministrar energía negativa a través de plate2. Esta placa cargada negativamente está más cerca de la placa cargada positivamente. Cuando plate1 & plate2 tienen cargas, entonces la carga negativa en plate2 disminuirá la diferencia de potencial en la primera placa.
Alternativamente, la carga positiva en la segunda placa aumentará la variación de potencial en la primera placa. Sin embargo, la carga negativa en la placa 2 tendrá un impacto adicional. Por lo tanto, se puede dar más carga en la placa 1. Por lo tanto, la disparidad potencial será menor debido a las cargas negativas en la segunda placa.
La capacitancia del condensador de placas paralelas
La dirección del campo eléctrico no es más que el flujo de la carga de prueba positiva. La limitación del cuerpo se puede utilizar para almacenar el energía eléctrica se conoce como capacitancia. Un capacitor incluye su capacitancia de manera similar, el capacitor de placas paralelas incluye dos placas metálicas con área 'A', y estas están separadas por la 'distancia'. La fórmula del condensador de placa paralela se puede mostrar a continuación.
C = k * ϵ0 * A * d
Dónde,
'Εo' es la permitividad del espacio
'K' es la permitividad relativa del material dieléctrico
'D' es la partición entre las dos placas
'A' es el área de dos placas
Derivación de condensadores de placas paralelas
El condensador con dos placas se dispone en paralelo se muestra a continuación.
Derivación de condensadores
La primera placa del condensador lleva carga '+ Q' y la segunda placa lleva carga '–Q'. El área entre estas placas se puede denotar con 'A' y la distancia (d). Aquí, 'd' es más pequeño que el área de las placas (d< σ = Q / A De manera similar, cuando toda la carga en la segunda placa es '-Q' y el área de la placa es 'A', entonces la densidad de la carga superficial se puede derivar como σ = -Q / A Las regiones de este condensador se pueden dividir en tres divisiones como área1, área2 y área3. El área 1 queda a la izquierda de la placa 1, el área 2 está entre los planos y el área 3 es la derecha de la segunda placa. El campo eléctrico se puede calcular en la región alrededor del condensador. Aquí, el campo eléctrico es consistente y su camino es desde la placa + Ve a la placa –Ve. La diferencia de potencial se calcula a través del capacitor multiplicando el espacio entre los planos con el campo eléctrico, se puede derivar como, V = Exd = 1 / ε (Qd / A) La capacitancia de la placa paralela se puede derivar como C = Q / V = εoA / d La capacitancia de un capacitor de placas paralelas con 2 dieléctricos se muestra a continuación. Cada área de la placa es Am2 y está separada con una distancia de d metros. Los dos dieléctricos son K1 y k2, entonces la capacitancia será como la siguiente. La capacitancia de la mitad primaria del ancho del capacitor es d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d De manera similar, la capacitancia de la siguiente mitad del capacitor es C2 = 2K2Aϵ0 / d Una vez que estos dos condensadores estén conectados en serie, la capacitancia neta será Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / d (K1K2 / / K1 + K2) Las aplicaciones del condensador de placas paralelas incluyen las siguientes. 1). ¿Qué es un condensador de placas paralelas? Cuando dos placas de metal se conectan en paralelo separándolas con un material dieléctrico se conoce como condensador de placas paralelas. 2). ¿Cómo podemos calcular la capacitancia de un condensador de placas paralelas? La capacitancia de este capacitor se puede calcular usando esta fórmula como C = ε (A / d). 3). ¿Cuál es la unidad SI de un condensador? La unidad SI es el faradio (F). 4). ¿De qué depende la capacitancia del capacitor de placas paralelas? Depende de la distancia y el área de las dos placas. Por lo tanto, se trata de una descripción general del condensador de placas paralelas. Siempre que la gran cantidad de carga eléctrica deba almacenarse un condensador , no es posible dentro de un solo condensador. Por tanto, se utiliza un condensador de placas paralelas para almacenar una gran cantidad de energía eléctrica, ya que utilizan dos placas como electrodos. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son las ventajas y desventajas de un capacitor de placas paralelas?Usos / aplicaciones de capacitores de placas paralelas
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