什么是平行板电容器:原理及其推导
电容器是一种电气元件,其主要功能是以电荷的形式存储能量,并在其两个极板之间产生电势差,类似于迷你可充电电池。电容器。。。
电容器是一种电气元件,其主要功能是以电荷的形式存储能量,并在其两个极板之间产生电势差,类似于迷你可充电电池。电容器有从很小到大的不同类型,但所有这些的功能都与存储电荷相同。电容器包括两个金属板,它们通过空气或良好的绝缘材料(如陶瓷、塑料、云母等)电分离。这种绝缘材料被称为电介质。本文对平行板电容器及其工作原理进行了综述。
什么是平行板电容器?
定义:可以使用电极和绝缘材料(如电介质)的布置来形成的电容器被称为平行板电容器。电容器包括通过介电材料分离的两个导电板。在这里,导电板充当电极。
平行板电容器结构
这种电容器的构造可以借助于金属板或者金属化箔板来完成。它们以相等的距离彼此平行地布置。电容器中的两个平行板连接到电源。当电容器的主板连接到电池的+Ve端子时,它会获得正电荷。类似地,当电容器的第二板连接到电池的负极端子时,它会获得负电荷。因此,由于吸引电荷,它将能量储存在两个板之间。
电路图
以下并联板电容器电路用于对电容器进行充电。在这个电路中,“C”是电容器,电势差是“V”,“K”是开关。
一旦像“K”这样的键闭合,来自极板1的电子流将开始朝着电池的+Ve端子的方向流动。因此,电子流将从电池的-Ve端流向+Ve端。

在电池中,电子朝着正极的方向流动,之后它们将开始在极板2中流动。像这样,这两个极板将得到电荷,其中一个极板将获得正电荷,第二个极板将获取负电荷。
一旦电容器获得精确电量的电势差,此过程将继续。一旦该过程停止,则电容器存储包括电势差在内的电荷。电容器中的电荷可以写成Q=CV
平行板电容器原理
我们知道我们可以向电容器极板提供一定量的电荷。如果我们提供更多的能量,那么电势就会增加,从而导致电荷外流。一旦板2被布置在获得正电荷的板1旁边,则负电荷将被提供给该板2。
如果我们得到板2,它被放置在板1旁边,那么负能量可以通过板2提供。这个带负电的极板更靠近带正电的极板。当极板1和极板2有电荷时,极板2上的负电荷将减小第一个极板上的电势差。
或者,第二板上的正电荷将提高第一板上的电势变化。然而,极板2上的负电荷将产生额外的影响。因此,可以在板1上施加更多的电荷。因此,由于第二板上的负电荷,电位差将更小。
平行板电容器的电容
电场方向只不过是正测试电荷的流动。可以用来存储电能的物体的限制被称为电容。类似地,电容器包括其电容,平行板电容器包括两个面积为“A”的金属板,并且这些金属板通过“距离”分开。平行板电容器的公式如下所示。
C=k*ε0*A*d
哪里
“εo”是空间的介电常数
“k”是介电材料的相对介电常数
“d”是两块板之间的隔板
“A”是两块板的面积
平行板电容器的推导
具有两个平行排列的极板的电容器如下所示。

电容器中的第一个极板承载“+Q”电荷,第二个极板承载‘-Q’电荷。这些板之间的面积可以用“A”和距离(d)表示。此处,“d”小于板的面积(d<<A)。当第一个平板上的整个电荷是“Q”时,“A”是平板的面积,那么表面电荷的密度可以推导为
σ=Q/A
类似地,当第二个板上的整个电荷为“-Q”,并且板的面积为“A”时,则表面电荷的密度可以推导为
σ=-Q/A
该电容器的区域可以分为三个部分,如区域1、区域2和区域3。区域1在板1的左侧,区域2在平面之间,区域3在第二块板的右侧。可以在电容器周围的区域中计算电场。在这里,电场是一致的&它的路径是从+Ve板到-Ve板。
通过将平面之间的空间与电场相乘来计算电容器两端的电势差,
V=Exd=1/ε(Qd/A)
平行板的电容可以推导为C=Q/V=εoA/d
具有2个电介质的平行板电容器的电容如下所示。每个板块区域为Am2,并以d米的距离分隔。这两种电介质是K1和k2,那么电容将如下所示。
电容器宽度的原半部分的电容为d/2=C1=>K1Aõ0/d/2=>2K1Aõ0/d
类似地,电容器的下一半的电容为C2=2K2Aε0/d
一旦这两个电容器串联,则净电容将为
Ceff=C1C2/C1+C2=2Aε0/d(K1K2//K1+K2)
平行板电容器的用途/应用
平行板电容器的应用包括以下内容。
- 通过在电路中并联连接不同的电容器,它将存储更多的能量,因为所得电容是电路中所有类型电容器的单个电容的数量。
- 直流电源中使用并联板电容器来过滤o/p信号并消除交流纹波
- 用于能量存储的电容器组可以用于使用电感负载的PF(功率因数)校正。
- 这些都被用于大型车辆的再生制动。
常见问题解答
1). 什么是平行板电容器?
当两个金属板通过与介电材料分离而并联时,称为平行板电容器。
2). 我们如何计算平行板电容器的电容?
这个电容器的电容可以通过使用这个公式来计算,比如C=ε(A/d)。
3). 电容器的国际单位是多少
国际单位制单位是法拉(F)。
4). 平行板电容器的电容取决于什么?
这取决于两块板的距离和面积。
因此,这一切都是关于平行板电容器的概述。每当需要在电容器中存储大量电荷时,在单个电容器中是不可能的。因此,平行板电容器被用来存储大量的电能,因为它们使用两个类似板的电极。这里有一个问题要问你,平行板电容器的优点和缺点是什么?