Le condensateur est un type de composant électrique et la fonction principale de celui-ci est de stocker l'énergie sous forme de charge électrique et génère une différence de potentiel entre ses deux plaques similaire à une mini batterie rechargeable. Condensateurs sont disponibles en différents types, du plus petit au plus grand, mais la fonction de tout cela est la même que le stockage de la charge électrique. Un condensateur comprend deux plaques métalliques qui sont séparées électriquement par l'air ou un bon matériau isolant comme la céramique, le plastique, le mica, etc. Ce matériau isolant est connu sous le nom de diélectrique. Cet article présente un aperçu du condensateur à plaques parallèles et il fonctionne.
Qu'est-ce qu'un condensateur à plaques parallèles?
Définition: Un condensateur qui peut être formé en utilisant l'agencement d'électrodes et de matériau isolant comme diélectrique est connu comme un condensateur à plaques parallèles. Le condensateur comprend deux plaques conductrices qui sont séparées par un matériau diélectrique. Ici, les plaques conductrices font office d'électrodes.
Construction de condensateurs à plaques parallèles
La construction de ce condensateur peut être réalisée à l'aide de plaques métalliques autrement métallisées. Ceux-ci sont disposés parallèlement les uns aux autres à égale distance. Les deux plaques parallèles du condensateur sont connectées à l'alimentation électrique. Lorsque la plaque primaire du condensateur est connectée à la borne + Ve de la batterie, elle reçoit une charge positive. De même, lorsque la deuxième plaque du condensateur est connectée à une borne négative de la batterie, elle reçoit une charge négative. Ainsi, il stocke l'énergie entre les plaques à cause des charges d'attraction.
Construction de condensateurs à plaques parallèles
Schéma
Le circuit suivant d'un condensateur à plaques parallèles est utilisé pour charger le condensateur. Dans ce circuit, «C» est le condensateur, la différence de potentiel est «V» et «K» est le commutateur.
Une fois que la clé comme «K» est fermée, le flux d'électrons de la plaque1 commencera à circuler dans la direction de la borne + Ve de la batterie. Ainsi, le flux d'électrons se fera de l'extrémité –Ve de la batterie à l'extrémité + Ve.
Circuit de condensateur à plaque parallèle
Dans la batterie, le flux d'électrons dans le sens de l'extrémité positive, après quoi ils commenceront à circuler dans la plaque2. Comme ça, ces deux plaques recevront des charges, où une plaque obtiendra une charge positive et la deuxième plaque recevra une charge négative.
Cette procédure se poursuivra une fois que le condensateur aura une différence de potentiel dans la quantité précise de batterie. Une fois que ce processus s'arrête, le condensateur stocke la charge électrique, y compris la différence de potentiel. La charge dans le condensateur peut être écrite comme Q = CV
Principe du condensateur à plaques parallèles
Nous savons que nous pouvons fournir une certaine quantité de charge électrique à une plaque de condensateur. Si nous fournissons plus d'énergie, alors il y a une augmentation du potentiel de sorte que cela conduit à une sortie de la charge. Une fois que la plaque2 est disposée à côté de la plaque1 qui reçoit une charge positive, alors une charge négative sera fournie à cette plaque2.
Si nous obtenons la plaque2 et qu'elle est placée à côté de la plaque1, une énergie négative peut être fournie à travers la plaque2. Cette plaque chargée négativement est plus proche de la plaque chargée positivement. Lorsque la plaque1 et la plaque2 ont des charges, la charge négative sur la plaque2 diminuera la différence de potentiel sur la première plaque.
En variante, la charge positive sur la deuxième plaque augmentera la variation de potentiel sur la première plaque. Cependant, la charge négative sur la plaque 2 aura un impact supplémentaire. Ainsi, plus de charge peut être donnée sur la plaque 1. La disparité potentielle sera donc moindre à cause des charges négatives sur la deuxième plaque.
La capacité du condensateur à plaques parallèles
La direction du champ électrique n'est rien d'autre que le flux de la charge de test positive. La limitation du corps peut être utilisée pour stocker le énergie électrique est connue sous le nom de capacité. Un condensateur comprend sa capacité de la même manière, le condensateur à plaques parallèles comprend deux plaques métalliques avec une zone «A», et celles-ci sont séparées sur la distance. La formule du condensateur à plaque parallèle peut être illustrée ci-dessous.
C = k * ϵ0 * A * d
Où,
«Εo» est la permittivité de l’espace
«K» est la permittivité relative du matériau diélectrique
«D» est la partition entre les deux plaques
«A» est la surface de deux plaques
Dérivation de condensateur à plaque parallèle
Le condensateur à deux plaques disposées en parallèle est illustré ci-dessous.
Dérivation de condensateur
La première plaque du condensateur porte une charge «+ Q» et la deuxième plaque porte une charge «–Q». La zone entre ces plaques peut être désignée par «A» et la distance (d). Ici, «d» est plus petit que la surface des plaques (d< σ = Q / A De même, lorsque la charge totale sur la deuxième plaque est «-Q» & est la surface de la plaque est «A», alors la densité de la charge de surface peut être dérivée comme σ = -Q / A Les régions de ce condensateur peuvent être divisées en trois divisions telles que area1, area2 et area3. La zone 1 est à gauche de la plaque 1, la zone 2 est entre les plans et la zone 3 est à droite de la deuxième plaque. Le champ électrique peut être calculé dans la région autour du condensateur. Ici, le champ électrique est cohérent et son chemin va de la plaque + Ve à la plaque –Ve. La différence de potentiel est calculée à travers le condensateur en multipliant l'espace entre les plans avec le champ électrique, elle peut être dérivée comme, V = Exd = 1 / ε (Qd / A) La capacité de la plaque parallèle peut être dérivée comme C = Q / V = εoA / d La capacité d'un condensateur à plaques parallèles avec 2 diélectriques est indiquée ci-dessous. Chaque zone de plaque est Am2 et séparée par une distance d-mètre. Les deux diélectriques sont K1 et k2, alors la capacité sera comme suit. La capacité de la moitié primaire de la largeur du condensateur est d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d De même, la capacité de la moitié suivante du condensateur est C2 = 2K2Aϵ0 / d Une fois ces deux condensateurs connectés en série, la capacité nette sera Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / d (K1K2 / / K1 + K2) Les applications du condensateur à plaques parallèles sont les suivantes. 1). Qu'est-ce qu'un condensateur à plaques parallèles? Lorsque deux plaques métalliques sont connectées en parallèle en les séparant avec un matériau diélectrique est connu comme un condensateur à plaques parallèles. 2). Comment calculer la capacité d'un condensateur à plaques parallèles? La capacité de ce condensateur peut être calculée en utilisant cette formule comme C = ε (A / d). 3). Quelle est l'unité SI d'un condensateur L'unité SI est le farad (F). 4). De quoi dépend la capacité du condensateur à plaques parallèles? Cela dépend de la distance et de la surface des deux plaques. Il s'agit donc d'un aperçu du condensateur à plaques parallèles. Chaque fois que la quantité élevée de charge électrique doit être stockée un condensateur , ce n'est pas possible dans un seul condensateur. Ainsi, un condensateur à plaques parallèles est utilisé pour stocker une grande quantité d'énergie électrique car ils utilisent deux plaques comme des électrodes. Voici une question pour vous, quels sont les avantages et les inconvénients d'un condensateur à plaques parallèles?Utilisations / applications des condensateurs à plaques parallèles
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