.disable_highlight { -webkit-touch-callout: none; -webkit-user-select: none; -moz-user-select: none; -ms-user-select: none; -o-user-select: none; user-select: none; }

خازن با دی الکتریک

دی الکتریک یک ماده عایق مانند کاغذ یا پلاستیک است که بین دو صفحه خازن قرار می دهند. به نظر شما چرا از دی الکتریک در خازن استفاده می کنند؟

برای جواب دادن به این سؤال باید بدانیم که دی الکتریک چه اثری روی خازن دارد که باعث شده از آن استفاده کنند؟

دی الکتریک ها دو نوع هستند:

  1. قطبی
  2. غیر قطبی

دی الکتریک قطبی مثل آب، امونیاک، کلرید هیدروژن، همانطور که از اسم آن پیداست دو قطب مثبت و منفی دارد. وقتی که این دی الکتریک در میدان الکتریکی بین دو صفحه خازن قرار می گیرد مولکول های آن طوری آرایش پیدا می کنند که سر مثبت آنها به سمت صفحه منفی و سر منفی آنها به سمت صفحه مثبت قرار می گیرند. این آرایش جدید یک میدان الکتریکی جدیدی تولید می کند که با میدان الکتریکی بین دو صفحه خازن مخالفت می کند و باعث کاهش میدان الکتریکی بین صفحه های خازن می شود.

در دی الکتریک های غیر قطبی مثل متان، بنزن و غیره  درست است که سر منفی و مثبت نداریم ولی به محض قرار گرفتن این مولکول ها در میدان الکتریکی بر اثر القاء قطبیده می شوند و رفتاری مثل مولکول های دی الکتریک قطبی، پیدا می کنند یعنی باعث کاهش میدان الکتریکی بین صفحه های خازن می شوند.

پس با قرار دادن دی الکتریک بین صفحه های خازن، میدان الکتریکی اولیه کاهش می یابد و در نتیجه اختلاف پتانسیل بین صفحه های خازن نیز کاهش می یابدبا توجه به رابطه ظرفیت خازن الکتریکی با کاهش اختلاف پتانسیل و ثابت ماندن بار الکتریکی ، ظرفیت خازن افزایش می یابد. ما این افزایش را با ضریبی به نام ثابت دی الکتریک بیان می کنیم و با نماد (\kappa) نمایش می دهیم و آن را کاپا می خوانیم. پس رابطه زیر را خواهیم داشت:

C=\kappa C_0

که در آن (C_0) ظرفیت خازن بدون دی الکتریک و (C) ظرفیت خازن با دی الکتریک است.

آزمایش نشان می دهد که ظرفیت یک خازن تخت با مساحت صفحه های (A) و فاصله جدایی (d) از رابطه زیر به دست می آید:

C=\epsilon_0 \frac{A}{d}

که در آن \epsilon_0 همان ظریب گذردهی الکتریکی خلاء است و مقدار آن:

\epsilon_0=8.85\times 10^{-12}F/m

اگر از دی الکتریک با ثابت دی الکتریک  (\kappa) استفاده کنیم رابطه به صورت زیر خواهد بود:

C=\kappa\epsilon_0\frac{A}{d}

بیایید برای درک بهتر موضوع بالا با هم یک مسأله را حل کنیم.

مسأله:در یک خازن با صفحه های موازی، مساحت هر صفحه 6 سانتیمتر مربع و فاصله بین صفحات 0.2 میلی متر است. این خازن با اختلاف پتانسیل 1200 ولت باردار شده است.  (\epsilon_0=8.85\times 10^{-12}F/m)

مطلوب است محاسبه:

  1.  ظرفیت خازن بر حسب پیکوفاراد کدام است.
  2. بار الکتریکی ذخیره شده در خازن

روش حل:

نویسنده:مدیر کلبه درس

منبع: کلبه درس

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

فقظ 4 ثانیه تا دانلود فایل فاصله دارید!
کافی است آدرس ایمیلتان را وارد کنید.
ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم متنفریم.
فقظ 4 ثانیه تا دانلود فایل فاصله دارید!
کافی است آدرس ایمیلتان را وارد کنید.
ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم متنفریم.
فقظ 4 ثانیه تا دانلود فایل فاصله دارید!
ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم متنفریم.
کافی است آدرس ایمیلتان را وارد کنید.
فقظ 4 ثانیه تا دانلود فایل فاصله دارید!
کافی است آدرس ایمیلتان را وارد کنید.
ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم متنفرم.
فقظ 4 ثانیه تا دانلود فایل فاصله دارید!
کافی است آدرس ایمیلتان را وارد کنید.
ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم متنفریم.
فقظ 4 ثانیه تا دانلود فایل فاصله دارید!
کافی است آدرس ایمیلتان را وارد کنید.
ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم متنفریم.
فقظ 4 ثانیه تا دانلود فایل فاصله دارید!
کافی است آدرس ایمیلتان را وارد کنید.
ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم متنفریم.
فقظ 4 ثانیه تا دانلود فایل فاصله دارید!
کافی است آدرس ایمیلتان را وارد کنید.
ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم متنفریم.