Kondensator - es ist eine elektrische Vorrichtung, die aus zwei leitenden Platten besteht, die durch ein Dielektrikum getrennt sind. In einem ungeladenen Zustand enthält der Kondensator keine elektrische Ladung und hat eine bestimmte Kapazität.
Wenn ein nicht geladener Kondensator an den Batterie. der Ladevorgang findet statt. Die elektrische Ladung beginnt sich auf den Kondensatorplatten zu sammeln und erzeugt ein elektrisches Feld im Dielektrikum. Dabei wird eine Kondensatorplatte mit positiven Ladungen aufgeladen, die andere mit negativen Ladungen.
Durch das Laden des Kondensators ändern sich seine Eigenschaften: seine Spannung ändert sich, die Ladung steigt an und die Energiepotentiale seiner Platten ändern sich.
Spannung des Kondensators wird durch die Potentialdifferenz zwischen seinen Platten bestimmt. Wenn der Kondensator geladen wird, wird seine Spannung auf einen Wert erhöht, der dem elektrischen Potential der Batterie entspricht.
Die Kapazität eines Kondensators bestimmt die Menge an elektrischer Ladung, die der Kondensator bei einer bestimmten Spannung ansammeln kann. Mit der Erhöhung der Ladung des Kondensators erhöht sich auch seine Kapazität.
Eigenschaften eines nicht geladenen Kondensators, wenn er an eine Batterie angeschlossen wird
Wenn ein ungeladener Kondensator an die Batterie angeschlossen wird, ändert sich seine Eigenschaften. Der gesamte Prozess kann in mehrere Phasen unterteilt werden.
- 1. Laden des Kondensators. Wenn ein Kondensator an eine Gleichstromquelle angeschlossen wird, z. B. an eine Batterie, beginnt der Ladevorgang. Zuerst beginnen sich die Elektronen vom negativen Pol der Batterie zu einer Kondensatorplatte und von der anderen Platte zum positiven Pol der Batterie zu bewegen. Somit sammelt sich eine Ladung auf den Kondensatorplatten an. Der Füllkoeffizient der Kondensatorladung wird als "Kapazität" bezeichnet und wird mit dem Buchstaben C bezeichnet. Die Maßeinheit für die Kapazität ist Farad (F).
- 2. Steigende Spannung. Wenn der Kondensator geladen wird, erhöht sich seine Spannung allmählich. Dies liegt daran, dass die auf den Kondensatorplatten angesammelte Ladung eine Erhöhung des Potenzials im Inneren des Kondensators bewirkt.
- 3. Der Ladevorgang ist abgeschlossen. Wenn die Spannung am Kondensator der Spannung der Quelle entspricht, wird der Ladevorgang beendet. An diesem Punkt werden das Potenzial der Quelle und des Kondensators verglichen und die Elektronen hören auf, sich zu bewegen. Der Kondensator ist auf einen bestimmten Wert geladen, der von seiner Kapazität abhängt.
- 4. Kondensatorentladung. Wenn der Kondensator nach dem Laden von der Quelle getrennt wird, beginnt er sich zu entladen. Elektronen, die sich auf den Kondensatorplatten angesammelt haben, bewegen sich vom positiven Pol zum negativen, bis sie ein Gleichgewicht erreicht haben.
- 5. Rückkehr in den Anfangszustand. Nach dem Entladen kehrt der Kondensator in seinen Anfangszustand zurück, dh seine Ladung und Spannung werden wieder Null.
Das Anschließen eines ungeladenen Kondensators an die Batterie führt somit zum Laden, zu einer Erhöhung der Spannung, zum Abschluss des Ladevorgangs, zum Entladen und zum Zurücksetzen in den ursprünglichen Zustand.
Ändern der elektrischen Ladung
Der Anschluss eines ungeladenen Kondensators an die Batterie führt zu einer Änderung der elektrischen Ladung. Wenn sie verbunden sind, beginnen Elektronen von einer Kondensatorplatte zur anderen zu fließen, wodurch eine Potentialdifferenz zwischen ihnen entsteht. Dies liegt an der Potentialdifferenz zwischen der Anode und der Kathode der Batterie.
Der Übergang von Elektronen verursacht eine Ansammlung von Ladung auf den Kondensatorplatten. Eine der Platten wird positiv und die andere negativ geladen. Die Ladung des Kondensators steigt an, bis die Potentialdifferenz zwischen seinen Platten der Potentialdifferenz auf der Batterie entspricht.
Die elektrische Ladung eines Kondensators kann durch die Formel berechnet werden:
wobei Q die Ladung ist, C die Kapazität des Kondensators ist und V die Spannung darauf ist.
Wenn es an eine Batterie angeschlossen wird, erhöht sich die Ladung des Kondensators, was zu einer Änderung seiner elektrischen Eigenschaften wie Kapazität und Kapazität führt.
