Параметры
Значение для вакуума равно 1. Выберите материал из таблицы ниже.
Схема конденсатора
Результат
Ёмкость (C)
-- pF
Визуализация
Ёмкость плоского конденсатора определяется физическими свойствами его проводящих пластин и диэлектрического материала между ними. Эта зависимость описывается следующей формулой:
C = κ * ε₀ * (A / d)
- C — ёмкость, измеряется в фарадах (Ф).
- κ (каппа) — относительная диэлектрическая проницаемость материала между пластинами. Безразмерная величина.
- ε₀ (эпсилон-ноль) — электрическая постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума), приблизительно равная 8,854 × 10-12 Ф/м.
- A — площадь перекрытия пластин, измеряется в квадратных метрах (м²).
- d — расстояние между пластинами, измеряется в метрах (м).
Диэлектрический материал между пластинами значительно увеличивает ёмкость. Выберите материал из таблицы, чтобы использовать его диэлектрическую проницаемость в калькуляторе. Эта таблица — полезный ресурс для подбора подходящего материала.
| Материал | Диэлектрическая проницаемость (κ) |
|---|
Задача:
Рассчитайте ёмкость плоского конденсатора с размерами пластин 20 см × 20 см, расстоянием между ними 2 мм и тефлоном в качестве диэлектрика.
Решение:
-
Определим заданные величины:
- Площадь пластин (A) = 20 см × 20 см = 400 см². Переведём в м²: 400 × 10-4 м² = 0,04 м².
- Расстояние между пластинами (d) = 2 мм. Переведём в м: 2 × 10-3 м = 0,002 м.
- Диэлектрик = тефлон. Согласно таблице, относительная диэлектрическая проницаемость (κ) тефлона составляет примерно 2,1.
- Электрическая постоянная (ε₀) = 8,854 × 10-12 Ф/м.
-
Подставим значения в формулу C = κ * ε₀ * (A / d):
C = (2,1) * (8,854 × 10-12 Ф/м) * (0,04 м² / 0,002 м)
C = (2,1) * (8,854 × 10-12) * (20)
C ≈ 3,718 × 10-10 Ф
-
Переведём в более удобную единицу:
3,718 × 10-10 Ф можно выразить как 371,8 × 10-12 Ф, что равно 371,8 пикофарад (пФ).
Часто задаваемые вопросы
Какова основная функция конденсатора?
Основная функция конденсатора — накопление электрической энергии в электрическом поле. Он заряжается, накапливая энергию, и быстро разряжается, отдавая её. Это делает его полезным в таких устройствах, как фотовспышки, сглаживающие фильтры источников питания и цепи фильтрации сигналов.
Как диэлектрический материал увеличивает ёмкость?
Диэлектрик — это изолятор. При помещении между пластинами его молекулы поляризуются, создавая собственное электрическое поле, направленное против поля пластин. Это уменьшает результирующее поле и напряжение между пластинами при заданном заряде, позволяя накопить больше заряда (и, следовательно, энергии). Коэффициент, на который увеличивается ёмкость, называется относительной диэлектрической проницаемостью (κ).
Что произойдёт, если расстояние между пластинами удвоить?
Как видно из формулы C = κε₀A/d, ёмкость (C) обратно пропорциональна расстоянию (d). Если удвоить расстояние между пластинами, ёмкость уменьшится вдвое (при условии, что площадь пластин и диэлектрик остаются неизменными).







