Cosa influenza la forza del campo elettrico in piastre parallele

Quando due piastre parallele conduttori sono collegati attraverso una batteria, i conduttori si ricarica tale che un'uguale e opposta carica si sviluppa su ogni piatto, risultante in un campo elettrico tra i conduttori, la cui grandezza può essere influenzata da alcuni fattori. I campi elettrici sono campi vettoriali generati da particelle cariche e agire sulla materia con la carica. In questa configurazione le linee di campo elettrico tra le piastre sono parallele e sono diretti dalla superficie positivamente al lato negativo.

Legge di Gauss

La grandezza del campo elettrico tra due piastre parallele è influenzata dalla quantità di carica su ogni superficie. La grandezza di questo campo elettrico può essere ottenuta applicando la legge di Gauss. Si presume che ogni piatto è uguale e di fronte alla carica. Gli Stati di Gauss che l'elettrico totale di flusso, ES, fuori da qualsiasi superficie che racchiude un volume determinato è proporzionale alla carica elettrica netta totale q all'interno della superficie o ES = q/epsilon0, dove epsilon0 è la costante dielettrica di spazio libero o un vuoto con un valore di 8.854e-12 C ^ 2/NM ^ 2 e S è l'area di una superficie immaginaria appropriata. Applicando la legge di Gauss del campo elettrico tra le piastre si trova ad per essere E = sigma/epsilon0, dove il sigma è il costo per unità di superficie sulle piastre.

Condensatore

Un nome comune per un dispositivo che consiste di due piastre parallele di direzione d'orchestra con un campo elettrico in mezzo è un condensatore, di cui esistono formule disponibili per ottenere la grandezza del campo elettrico. Quando un condensatore è collegato attraverso una batteria la tensione aumenta come si carica fino, e quando è completamente carica che la differenza di potenziale attraverso di esso è lo stesso come la batteria. Il campo elettrico E in un condensatore della piastra parallela è E = V/d, dove V è la differenza di potenziale tra le piastre e d è la distanza in cui sono separati. La tensione può anche essere ottenuta dalla formula V = Qd /(epsilon0A), dove Q è la carica sulle piastre e A è l'area della superficie delle piastre.

Modificare il campo elettrico attraverso la geometria

L'intensità del campo elettrico può essere modificato variando la distanza tra le piastre di direzione d'orchestra. Il campo elettrico è inversamente proporzionale alla distanza tra le piastre, E = V/d, dove V è la caduta di tensione attraverso le piastre. Ciò significa che una separazione del piatto più grande farà diminuire la grandezza del campo elettrico.

Dielettrici

L'intensità del campo elettrico può essere diminuito inserendo un materiale coibenti, chiamato un dielettrico, tra le piastre. La carica superficiale sui conduttori piatti rimangono al loro valore completamente carica quando viene inserito un dielettrico solido. Il campo elettrico diminuisce perché una carica indotta di segno opposto alle accuse sulla piastra vicina appare su ogni superficie del dielettrico. Queste cariche superficiali indotte sono il risultato di un fenomeno chiamato polarizzazione, dove la carica si ridistribuisce nel materiale. Quando la carica superficiale indotta è direttamente proporzionale al campo elettrico nel materiale quindi un parametro denominato la costante dielettrica del materiale K è costante e il campo elettrico Ed è modificato come segue Ed = E/K, dove E è il valore del campo elettrico nel vuoto.

Parallela e circuiti in serie

Le proprietà di condensatori possono essere interessate anche a seconda di come sono organizzati con altri condensatori. Un collegamento parallelo è dove i condensatori sono installati in modo che la piastra superiore di ciascun condensatore è collegato insieme per formare una superficie equipotenziale e le superfici inferiori formano un altro. Una superficie equipotenziale è una superficie di potenziale elettrico costante. In questa disposizione, la caduta di tensione attraverso ogni condensatore è lo stesso, e la carica su ogni elemento varia con la capacità di ciascun condensatore in parallelo. Un'altra disposizione è un collegamento in serie dove i condensatori sono collegati uno dopo l'altro. In questo caso la carica è identico in ogni elemento della serie, e la caduta di tensione attraverso ogni condensatore varia inversamente con la capacità di tale elemento.