Qu'est-ce qui détermine la capacité d'un condensateur ?

Le condensateur est conçu pour le stockage temporaire d'énergie électrique sous forme d'énergie potentielle divisée dans l'espace en charges électriques positives et négatives, c'est-à-dire sous la forme d'un champ électrique dans l'espace qui les sépare. En conséquence, un condensateur électrique comprend trois composants principaux : deux plaques conductrices, sur lesquelles se trouvent des charges distinctes dans un condensateur de charge, et une couche diélectrique située entre les plaques.

Les plaques de condensateur, selon le type de ce produit électrique, peuvent être réalisées de différentes manières, allant de simples plaques d'aluminium enroulées sur un rouleau avec un intercalaire en papier, à des plaques oxydées chimiquement ou une couche diélectrique métallisée. Dans tous les cas, il y a une couche de diélectrique et une plaque entre lesquelles elle est fermement fixée - il s'agit essentiellement d'un condensateur.

Le diélectrique peut être du papier, du mica, du polypropylène, du tantale ou un autre matériau isolant électrique approprié avec la constante diélectrique et la résistance électrique requises.

Comme vous le savez, l'énergie des charges électriques séparées dans l'espace est égale au produit de la quantité de charge Q déplacée (d'un corps à l'autre) par la différence de potentiel entre les corps chargés U.

Ainsi, l'énergie des charges séparées sur les plaques du condensateur dépend non seulement du nombre de charges séparées, mais également des paramètres de ses plaques et du diélectrique, car le diélectrique, lorsqu'il est polarisé, stocke de l'énergie sous la forme d'un champ électrique, dont l'intensité détermine la différence de potentiel U entre les charges séparées situées sur les armatures du condensateur.

Parce que la différence de potentiel entre les charges séparées dans l'espace dépend de la force du champ électrique et de la distance qui les sépare. En fait - sur l'épaisseur du diélectrique entre les plaques chargées lorsqu'il s'agit d'un condensateur.

Dans le même temps, plus la zone de chevauchement des plaques A est grande et plus la constante diélectrique absolue (et relative) du diélectrique est élevée - plus les charges séparées situées sur les plaques sont attirées les unes vers les autres - plus important leur énergie potentielle - plus il faudra de travail à la source EMF pour charger ce condensateur.

En séparant les charges lors du transfert d'électrons d'une plaque à une autre, la source d'EMF effectue exactement un tel volume de travail lors de la charge du condensateur, dont la quantité sera identique énergie d'un condensateur chargé.

Avec cette discontinuité, l'énergie du condensateur chargé, en plus de la quantité de charge transférée d'une plaque à l'autre (elle peut être différente) dépendra de la zone de chevauchement des plaques A, de la distance entre les plaques d , et sur la constante diélectrique absolue du diélectrique e.

Ces paramètres déterminants de la construction d'un condensateur particulier sont constants, leur rapport global peut être appelé la capacité du condensateur C. Ensuite, nous pouvons dire avec confiance que la capacité du condensateur C dépend de la zone de chevauchement des plaques A , sur la distance entre eux d et de la constante diélectrique e.

La dépendance de la capacité à ces paramètres est très facile à comprendre si l'on considère un condensateur plat.

Plus la zone de chevauchement de ses plaques est grande, plus la capacité du condensateur est grande, car les charges interagissent sur une plus grande surface.

Plus la distance entre les plaques est petite (en fait, l'épaisseur de la couche diélectrique), plus la capacité du condensateur est grande, car la force d'interaction des charges augmente à mesure qu'elles se rapprochent.

Plus la constante diélectrique du diélectrique entre les plaques est élevée, plus la capacité du condensateur est élevée, car plus l'intensité du champ électrique entre les plaques est élevée.

Voir également:Pourquoi les condensateurs sont-ils utilisés dans les circuits électriques ? etCondensateurs et batteries - Quelle est la différence ?