O capacitor é um tipo de componente elétrico e a principal função dele é armazenar a energia na forma de carga elétrica e gerar uma diferença de potencial entre suas duas placas, semelhante a uma minibateria recarregável. Capacitores estão disponíveis em diferentes tipos, desde pequenos a grandes, mas a função de todos eles é a mesma que armazenar carga elétrica. Um capacitor inclui duas placas de metal que são separadas eletricamente através do ar ou um bom material isolante, como cerâmica, plástico, mica, etc. Esse material isolante é conhecido como dielétrico. Este artigo discute uma visão geral do capacitor de placa paralela e ele está funcionando.
O que é um capacitor de placa paralela?
Definição: Um capacitor que pode ser formado usando o arranjo de eletrodos e material isolante como dielétrico é conhecido como capacitor de placa paralela. O capacitor inclui duas placas condutoras que são separadas por um material dielétrico. Aqui, as placas condutoras atuam como eletrodos.
Construção de capacitor de placa paralela
A construção deste capacitor pode ser feita com a ajuda de placas de metal, caso contrário placas de folha metalizadas. Eles são dispostos paralelamente uns aos outros com a mesma distância. As duas placas paralelas no capacitor são conectadas à fonte de alimentação. Quando a placa primária do capacitor é conectada ao terminal + Ve da bateria, ele recebe uma carga positiva. Da mesma forma, quando a segunda placa do capacitor é conectada a um terminal negativo da bateria, ela recebe uma carga negativa. Portanto, ele armazena a energia entre as placas por causa das cargas de atração.
Construção de capacitor de placa paralela
Diagrama de circuito
O seguinte circuito de um capacitor de placa paralela é usado para carregar o capacitor. Neste circuito, 'C' é o capacitor, a diferença de potencial é 'V' e 'K' é a chave.
Uma vez que a chave como 'K' é fechada, o fluxo de elétrons da placa1 começará a fluir na direção do terminal + Ve da bateria. Portanto, o fluxo de elétrons será de –Ve final da bateria para + Ve final.
Circuito Capacitor de Placa Paralela
Na bateria, o fluxo de elétrons na direção do positivo termina, a partir daí passam a fluir na placa2. Assim, essas duas placas receberão cargas, onde uma placa receberá carga positiva e a segunda placa receberá carga negativa.
Este procedimento continuará assim que o capacitor obtiver uma diferença de potencial na quantidade precisa da bateria. Assim que o processo for interrompido, o capacitor armazenará carga elétrica incluindo a diferença de potencial. A carga no capacitor pode ser escrita como Q = CV
Princípio do capacitor de placa paralela
Sabemos que podemos fornecer uma certa quantidade de carga elétrica a uma placa de capacitor. Se fornecermos mais energia, haverá um incremento no potencial de modo que isso leve a uma saída de carga. Uma vez que a placa2 é disposta ao lado da placa1 que recebe uma carga positiva, então uma carga negativa será fornecida a esta placa2.
Se obtivermos a placa2 e ela for colocada ao lado da placa1, a energia negativa pode ser fornecida através da placa2. Esta placa carregada negativamente está mais próxima da placa carregada positivamente. Quando a placa 1 e a placa 2 têm cargas, a carga negativa na placa 2 diminuirá a diferença de potencial na primeira placa.
Alternativamente, a carga positiva na segunda placa aumentará a variação potencial na primeira placa. No entanto, a carga negativa na placa 2 terá um impacto extra. Assim, mais carga pode ser fornecida na placa 1. Portanto, a disparidade potencial será menor por causa das cargas negativas na segunda placa.
A capacitância do capacitor de placa paralela
A direção do campo elétrico nada mais é do que o fluxo da carga de teste positiva. A limitação do corpo pode ser usada para armazenar o Energia elétrica é conhecido como capacitância. Um capacitor inclui sua capacitância de forma semelhante, o capacitor de placa paralela inclui duas placas metálicas com área 'A' e estas são separadas através da distância. A fórmula do capacitor de placa paralela pode ser mostrada abaixo.
C = k * ϵ0 * A * d
Onde,
‘Εo’ é a permissividade do espaço
'K' é a permissividade relativa do material dielétrico
'D' é a partição entre as duas placas
‘A’ é a área de duas placas
Derivação de capacitor de placa paralela
O capacitor com duas placas dispostas em paralelo é mostrado abaixo.
Derivação de capacitor
A primeira placa no capacitor transporta carga ‘+ Q’ e a segunda placa transporta carga ‘–Q’. A área entre essas placas pode ser denotada com 'A' e a distância (d). Aqui, 'd' é menor do que a área das placas (d< σ = Q / A Da mesma forma, quando toda a carga na segunda placa é ‘-Q’ e a área da placa é ‘A’, então a densidade da carga superficial pode ser derivada como σ = -Q / A As regiões deste capacitor podem ser divididas em três divisões, como área1, área2 e área3. A área 1 fica à esquerda da placa 1, a área 2 fica entre os planos e a área 3 fica à direita da segunda placa. O campo elétrico pode ser calculado na região ao redor do capacitor. Aqui, o campo elétrico é consistente e seu caminho é da placa + Ve para a placa –Ve. A diferença de potencial é calculada através do capacitor multiplicando o espaço entre os planos com o campo elétrico, pode ser derivada como, V = Exd = 1 / ε (Qd / A) A capacitância da placa paralela pode ser derivada como C = Q / V = εoA / d A capacitância de um capacitor de placa paralela com 2 dielétricos é mostrada abaixo. Cada área da placa é Am2 e separada com distância d-metro. Os dois dielétricos são K1 e k2, então a capacitância será como a seguinte. A capacitância da metade primária da largura do capacitor é d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d Da mesma forma, a capacitância da próxima metade do capacitor é C2 = 2K2Aϵ0 / d Uma vez que esses dois capacitores são conectados em série, a capacitância líquida será Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / d (K1K2 / / K1 + K2) As aplicações do capacitor de placa paralela incluem o seguinte. 1). O que é um capacitor de placa paralela? Quando duas placas de metal são conectadas em paralelo, separando-se com um material dielétrico é conhecido como capacitor de placa paralela. 2). Como podemos calcular a capacitância de um capacitor de placa paralela? A capacitância deste capacitor pode ser calculada usando esta fórmula como C = ε (A / d). 3). Qual é a unidade SI de um capacitor A unidade SI é o farad (F). 4). De que depende a capacitância do capacitor de placa paralela? Depende da distância e da área das duas placas. Portanto, trata-se de uma visão geral do capacitor de placas paralelas. Sempre que a grande quantidade de carga elétrica precisa ser armazenada um capacitor , não é possível dentro de um único capacitor. Portanto, um capacitor de placa paralela é usado para armazenar uma grande quantidade de energia elétrica, pois eles usam duas placas como eletrodos. Aqui está uma pergunta para você, quais são as vantagens e desvantagens de um capacitor de placa paralela?Usos / aplicações do capacitor de placa paralela
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