Hva påvirker styrke for elektrisk felt i parallelle plater

Hva påvirker styrke for elektrisk felt i parallelle plater


Når to parallelle ledende plater er koplet over et batteri, lederne lade opp slik at en lik og motsatt ladning utvikles på hver plate, hvilket resulterer i et elektrisk felt på mellom lederne, hvis størrelse kan påvirkes av noen faktorer. Elektriske felt er vektorfelt som er generert av ladede partikler og virker på saken med kostnad. I denne konfigurasjonen de elektriske feltlinjer mellom platene er parallelle og er rettet fra den positivt ladede overflate til den negative side.

Gauss lov

Størrelsen av det elektriske felt mellom to parallelle plater som er påvirket av mengden av ladning på hver flate. Størrelsen av dette elektriske feltet kan oppnås ved å anvende Gauss 'lov. Det forutsettes at hver plate har lik og motsatt ladning. Gauss 's sier at det totale elektriske fluks, E S, ut av hvilken som helst overflate som omslutter et bestemt volum er proporsjonal med den totale netto elektrisk ladning q inne overflaten eller E S = q / epsilon0, hvor epsilon0 er permittiviteten i fritt rom eller en vakuum med en verdi på 8.854e-12 C ^ 2 / NM ^ 2, og S er arealet av et passende imaginære bildeflaten. Ved å anvende Gauss 'lov det elektriske felt mellom platene er funnet å være E = sigma / epsilon0, hvor sigma er den charge per arealenhet på platene.

kondensator

Et fellesnavn for en enhet som består av to parallelle ledende plater med et elektrisk felt i mellom er en kondensator, som det er formler som er tilgjengelige for oppnåelse av størrelsen av det elektriske felt. Når en kondensator er koplet over et batteri dens spenning øker etter hvert som det lades opp, og når det er fullt ladet potensialforskjellen over det er det samme som batteriet. Det elektriske felt E i en parallell platekondensator er E = V / d, hvor V er potensialforskjellen mellom platene og d er den avstand ved hvilken de er adskilt. Spenningen kan også oppnås fra formelen V = Q d / (epsilon0 A), hvor Q er ladningen på platene, og A er overflatearealet av platene.

Endre elektrisk felt gjennom geometri

Den elektriske feltstyrke kan modifiseres ved å variere avstanden mellom de ledende plater. Det elektriske felt er omvendt proporsjonal med avstanden mellom platene, E = V / d, hvor V er spenningsfallet over platene. Dette betyr at en større plate separasjon vil redusere størrelsen av det elektriske felt.

dIELECTRICS

Den elektriske feltstyrke kan reduseres ved å plassere en ikke-ledende materiale, som kalles et dielektrikum, på mellom platene. Den overflateladning på de ledende plater forblir i sine fullt oppladet verdi når en fast dielektrisk er satt inn. Det elektriske felt avtar fordi en indusert ladning av motsatt fortegn til belastninger på naboplaten vises på hver flate av det dielektriske. Disse induserte overflateladninger er et resultat av et fenomen som kalles polarisering, hvor ladningen omfordeler seg i materialet. Når den induserte overflateladningen er direkte proporsjonal med det elektriske felt i materialet deretter blir en parameter kalt dielektrisitetskonstanten av materialet K er konstant, og det elektriske felt Ed blir modifisert som følger Ed = E / K, hvor E er verdien av elektrisk felt i et vakuum.

Parallelle og serien kretser

Egenskapene til kondensatorer kan også påvirkes avhengig av hvordan de er anordnet sammen med andre kondensatorer. En parallellkobling er hvor kondensatorene er anordnet slik at de øvre plater av hver kondensator er forbundet sammen for å danne en ekvipotensialflate, og de nedre flater danner en annen. En ekvipotensialflate er en overflate av fast elektrisk potensial. Ved denne anordning spenningsfallet over hver kondensator er den samme, og ladningen på hvert element varierer med kapasitansen for hver kondensator i parallell. Et annet arrangement er en serieforbindelse hvor kondensatorer er koblet etter hverandre. I dette tilfelle ladningen er den samme over hvert element i serie, og spenningsfallet over hver kondensator varierer inverst med kapasitansen til det elementet.