병렬 플레이트 커패시터는 무엇입니까 : 원리 및 그 파생

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커패시터는 전기 부품의 한 종류이며 이의 주요 기능은 에너지를 전하 형태로 저장하고 미니 충전식 배터리와 유사한 두 플레이트에 전위차를 생성하는 것입니다. 커패시터 매우 작은 것부터 큰 것까지 다양한 유형으로 제공되지만이 모든 기능은 전하 저장과 동일합니다. 커패시터는 공기 또는 세라믹, 플라스틱, 운모 등과 같은 우수한 절연 물질을 통해 전기적으로 분리 된 두 개의 금속판을 포함합니다.이 절연 물질을 유전체라고합니다. 이 문서에서는 병렬 플레이트 커패시터에 대한 개요를 설명하고 작동합니다.

병렬 플레이트 커패시터는 무엇입니까?

정의: 전극 배열과 같은 절연 재료를 사용하여 형성 할 수있는 커패시터 유전체 병렬 플레이트 커패시터라고합니다. 커패시터는 유전체 재료를 통해 분리 된 두 개의 전도 판을 포함합니다. 여기서 전도 판은 전극 역할을합니다.




병렬 플레이트 커패시터 구조

이 커패시터의 구성은 금속판의 도움으로 수행 할 수 있습니다. 이들은 동일한 거리로 서로 평행하게 배열됩니다. 커패시터의 두 개의 평행 판이 전원 공급 장치에 연결됩니다. 커패시터의 1 차 플레이트가 배터리의 + Ve 단자에 연결되면 양전하가됩니다. 마찬가지로 커패시터의 두 번째 플레이트가 배터리의 음극 단자에 연결되면 음극이 충전됩니다. 따라서 인력 전하로 인해 플레이트 사이에 에너지를 저장합니다.

병렬 플레이트 커패시터 구조

병렬 플레이트 커패시터 구조



회로도

병렬 플레이트 커패시터의 다음 회로는 커패시터를 충전하는 데 사용됩니다. 이 회로에서‘C’는 커패시터, 전위차는‘V’,‘K’는 스위치입니다.

'K'와 같은 키가 닫히면 plate1에서 전자의 흐름이 배터리의 + Ve 단자 방향으로 흐르기 시작합니다. 따라서 전자의 흐름은 배터리의 –Ve 끝에서 + Ve 끝까지입니다.

병렬 플레이트 커패시터 회로

병렬 플레이트 커패시터 회로

배터리에서 전자의 양 끝 방향으로의 흐름은 그 후 plate2에서 흐르기 시작합니다. 이와 같이이 두 개의 플레이트는 전하를 받게되는데, 한 플레이트는 양전하를, 두 번째 플레이트는 음전하를 띠게됩니다.


이 절차는 커패시터가 배터리의 정확한 양에서 전위차를 가져 오면 계속됩니다. 이 프로세스가 중지되면 커패시터는 전위차를 포함하여 전하를 저장합니다. 커패시터의 전하는 Q = CV로 쓸 수 있습니다.

병렬 플레이트 커패시터의 원리

우리는 축전 기판에 일정량의 전하를 공급할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 더 많은 에너지를 제공하면 전위가 증가하여 전하가 유출됩니다. 플레이트 2가 양전하를 띠는 플레이트 1 옆에 배치되면이 플레이트 2에 음전하가 공급됩니다.

plate2를 얻고 plate1 옆에 배치하면 plate2를 통해 음의 에너지를 공급할 수 있습니다. 이 음전하 플레이트는 양전하 플레이트에 더 가깝습니다. plate1 & plate2에 전하가 있으면 plate2의 음전하가 첫 번째 플레이트의 전위차를 감소시킵니다.

또는 두 번째 플레이트의 양전하가 첫 번째 플레이트의 전위 변화를 증가시킵니다. 그러나 플레이트 2의 음전하는 추가 영향을 미칩니다. 따라서 플레이트 1에 더 많은 전하가 제공 될 수 있습니다. 따라서 두 번째 플레이트의 음전하로 인해 잠재적 인 불일치가 줄어 듭니다.

병렬 플레이트 커패시터의 커패시턴스

전기장 방향은 양의 테스트 전하의 흐름에 불과합니다. 몸의 한계는 저장하기 위하여 사용될 수 있습니다 전기 에너지 커패시턴스라고합니다. 커패시터는 마찬가지로 커패시턴스를 포함하고 평행 판 커패시터는 영역 'A'를 가진 두 개의 금속판을 포함하며 이들은 거리를 통해 분리됩니다. 병렬 플레이트 커패시터 공식은 아래와 같습니다.

C = k * ϵ0 * A * d

어디,

‘ϵo’는 공간의 유전율입니다.

'k'는 유전체 재료의 비유 전율입니다.

‘d’는 두 판 사이의 칸막이입니다.

‘A’는 두 접시의 면적입니다

병렬 플레이트 커패시터 유도

두 개의 플레이트가 병렬로 배열 된 커패시터는 아래와 같습니다.

커패시터 유도

커패시터 유도

커패시터의 첫 번째 플레이트는 '+ Q'전하를 전달하고 두 번째 플레이트는 '-Q'전하를 전달합니다. 이 판 사이의 면적은 'A'와 거리 (d)로 표시 할 수 있습니다. 여기서‘d’는 판의 면적 (d<

σ = Q / A

마찬가지로, 두 번째 판의 전체 전하가 '-Q'이고 판의 면적이 'A'이면 표면 전하의 밀도는 다음과 같이 유도 될 수 있습니다.

σ = -Q / A

이 커패시터의 영역은 area1, area2 및 area3과 같은 세 부분으로 나눌 수 있습니다. 영역 1은 plate1의 왼쪽, 영역 2는 평면 사이, 영역 3은 두 번째 플레이트의 오른쪽입니다. 전기장은 커패시터 주변 영역에서 계산할 수 있습니다. 여기서 전기장은 일관되고 경로는 + Ve 플레이트에서 –Ve 플레이트까지입니다.

전위차는 평면 사이의 공간에 전기장을 곱하여 커패시터에서 계산되며 다음과 같이 유도 될 수 있습니다.

V = Exd = 1 / ε (Qd / A)

평행 판의 커패시턴스는 다음과 같이 유도 할 수 있습니다. C = Q / V = ​​εoA / d

유전체가 2 개인 병렬 플레이트 커패시터의 커패시턴스는 아래에 나와 있습니다. 각 플레이트 영역은 Am2이며 d- 미터 거리로 분리됩니다. 두 유전체는 K1 & k2이고 커패시턴스는 다음과 같습니다.

커패시터 폭의 1 차측 정전 용량은 d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d

마찬가지로 커패시터의 다음 절반의 커패시턴스는 다음과 같습니다. C2 = 2K2Aϵ0 / 일

이 두 커패시터가 직렬로 연결되면 순 커패시턴스가

Ceff = C1C2 / C1 + C2 = 2Aϵ0 / d (K1K2 / / K1 + K2)

병렬 플레이트 커패시터 용도 / 응용

병렬 플레이트 커패시터의 용도는 다음과 같습니다.

  • 회로에서 다른 커패시터를 병렬로 연결하면 결과 커패시턴스가 회로 내 모든 유형의 커패시터의 개별 커패시턴스 수이기 때문에 더 많은 에너지를 저장합니다.
  • 병렬 플레이트 커패시터는 O / P 신호를 필터링하고 AC 리플을 제거하기 위해 DC 전원 공급 장치에 사용됩니다.
  • 에너지 저장 용 커패시터 뱅크는 PF (역률) 유도 부하를 사용한 보정.
  • 이들은에서 사용됩니다 자동차 대형 차량 내 회생 제동 산업.

자주 묻는 질문

1). 병렬 플레이트 커패시터 란 무엇입니까?

두 개의 금속판을 A로 분리하여 병렬로 연결 한 경우 유전체 재료 병렬 플레이트 커패시터라고합니다.

2). 병렬 플레이트 커패시터의 커패시턴스를 어떻게 계산할 수 있습니까?

이 커패시터의 커패시턴스는 C = ε (A / d)와 같은 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

삼). 커패시터의 SI 단위는 무엇입니까

SI 단위는 패러 드 (F)입니다.

4). 병렬 플레이트 커패시터의 커패시턴스는 무엇에 의존합니까?

두 판의 거리와 면적에 따라 다릅니다.

따라서 이것은 병렬 플레이트 커패시터의 개요에 관한 것입니다. 다량의 전하를 저장해야 할 때마다 축전기 , 단일 커패시터 내에서는 불가능합니다. 따라서 병렬 플레이트 커패시터는 전극과 같은 두 개의 플레이트를 사용하므로 많은 양의 전기 에너지를 저장하는 데 사용됩니다. 여기에 질문이 있습니다. 병렬 플레이트 커패시터의 장단점은 무엇입니까?