منو
 کاربر Online
513 کاربر online

خازن مسطح

تازه کردن چاپ
مهندسی و فن‌آوری > مهندسی > مهندسی برق
علوم طبیعت > فیزیک > الکتریسیته و مغناطیس > الکتریسیته
(cached)



خازن مسطح از دو صفحه رسانای موازی تشکیل می‌شود که به فاصله کمی از هم قرار دارند و می‌توانند بارهای مساوی و مختلف‌العلامه را در خود ذخیره کنند.




تصویر




مقدمه

در حالت کلی خازن از دو رسانای منزوی با شکل دلخواه تشکیل شده است. با توجه به نوع خازن شکل این دو رسانا متغیر است. در خازن مسطح این دو رسانا به صورت صفحاتی موازی هستند. البته باید اندازه صفحات نسبت به فاصله بین دو خازن بسیار بزرگ باشد، تا بتوانیم از شرط فریز شدن میدان الکتریکی در لبه‌های صفحات چشم پوشی کنیم و در سرتاسر فضای میان صفحات میدان الکتریکی ثابت باشد. در صورتی که رساناهای تشکیل دهنده خازن اشکال هندسی ساده‌ای داشته باشند، ظرفیت خازن را می‌‌توان به روش تحلیلی بدست آورد. بنابراین ظرفیت خازن مسطح بر حسب ابعاد اجزای آن فرمول نسبتا ساده‌ای خواهد داشت.



تصویر




محاسبه ظرفیت خازن مسطح

دو صفحه رسانای موازی که مساحت آنها برابر A بوده و به فاصله d از یکدیگر قرار دارند، در نظر می‌‌گیریم. خازن هنگامی ‌باردار است که صفحات آن حامل بارهای مساوی و مخالف ، با قدر مطلق q باشند. یک روش برای باردار کردن خازن این است که صفحات آن را به مدت کوتاهی به قطبهای یک باتری وصل کنیم. در این صورت بارهای مساوی و مخالف از باتری به دو صفحه منتقل می‌‌شوند.

حال یک سطح گاوسی را چنان در نظر می‌‌گیریم که شامل صفحه با بار مثبت q باشد. در این صورت می‌‌توان با استفاده از قانون گاوسی می‌‌توان میدان الکتریکی را بدست آورد. به بیان دیگر ، چون مساحت صفحات برابر A است، لذا خواهیم داشت:



در این رابطه ε_0 گذردهی خلا می‌‌باشد که مقدار آن برابر با است. با داشتن میدان الکتریکی در فضای میان صفحات می‌‌توان اختلاف پتانسیل میان صفحات را که با V نشان داده می‌‌شود، به صورت بدست آورد. اگر چنانچه بار الکتریکی را با q و فاصله میان صفحات را با d نشان دهیم، در این صورت ظرفیت خازن مسطح که آن را با C نشان می‌‌دهیم، از رابطه زیر بدست می‌‌آید:





تصویر




اهمیت خازن مسطح

بیشتر خازنهایی که در مهندسی بکار می‌‌روند، از نوع خازنهای مسطح هستند، یعنی اینها نیز از دو صفحه موازی که با فاصله کوچکی از هم جدا شده‌اند و روی آنها ، بارهای مساوی و غیر همنام جمع می‌‌شوند. به عنوان مثال ، خازن متغیری که در مهندسی رادیو بطور گسترده‌ای بکار می‌‌رود، از نوع خازن مسطح است.

این خازنها از دو دسته صفحه موازی عایق شده در داخل هم که یک دسته آن به میله گردانی وصل شده، تشکیل می‌‌شوند. با چرخاندن این میله میزان داخل شدن صفحات تغییر کرده و لذا ظرفیت خازن تغییر می‌‌کند. چون همان گونه که ملاحظه کردیم، ظرفیت خازن فقط به عوامل هندسی ، مانند مساحت صفحات و فاصله صفحات بستگی دارد.



تصویر




خازن با دی الکتریک

اگر فضای میان صفحات یک خازن را با ماده عایقی ، مانند روغن معدنی یا پلاستیک پر کنیم، در این صورت ظرفیت خازن تغییر خواهد کرد. چون علاوه بر مشخصات هندسی خازن ، ظرفیت به نوع ماده عایق که به عنوان دی الکتریک در داخل صفحات خازن قرار داده می‌‌شود، بستگی دارد.

مباحث مرتبط با عنوان




تعداد بازدید ها: 28927


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..