Apa itu Kapasitor Pelat Paralel: Prinsip & Turunannya

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Kapasitor adalah salah satu jenis komponen listrik dan fungsi utamanya adalah untuk menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik dan menghasilkan perbedaan potensial di kedua pelatnya yang mirip dengan baterai isi ulang mini. Kapasitor tersedia dalam berbagai tipe dari yang sangat kecil sampai yang besar tetapi fungsi dari semua ini sama seperti menyimpan muatan listrik. Kapasitor mencakup dua pelat logam yang dipisahkan secara elektrik melalui udara atau bahan isolasi yang baik seperti keramik, plastik, mika, dll. Bahan isolasi ini dikenal sebagai dielektrik. Artikel ini membahas gambaran umum tentang kapasitor pelat paralel dan cara kerjanya.

Apa itu Kapasitor Pelat Paralel?

Definisi: Sebuah kapasitor yang dapat dibentuk dengan menggunakan susunan elektroda dan bahan isolasi sejenisnya dielektrik dikenal sebagai kapasitor pelat paralel. Kapasitor mencakup dua pelat konduktor yang dipisahkan melalui bahan dielektrik. Di sini pelat konduktor bertindak sebagai elektroda.




Konstruksi Kapasitor Plat Paralel

Konstruksi kapasitor ini dapat dilakukan dengan bantuan pelat logam atau pelat foil metalized. Ini diatur secara paralel satu sama lain dengan jarak yang sama. Dua pelat paralel di kapasitor terhubung ke catu daya. Ketika pelat utama kapasitor dihubungkan ke terminal + Ve dari baterai maka ia mendapat muatan positif. Demikian pula, ketika pelat kedua dari kapasitor dihubungkan ke terminal negatif baterai maka ia mendapat muatan negatif. Jadi ia menyimpan energi di antara pelat karena tarikan muatan.

Konstruksi Kapasitor Plat Paralel

Konstruksi Kapasitor Plat Paralel



Diagram Sirkuit

Sirkuit berikut dari kapasitor pelat paralel digunakan untuk mengisi kapasitor. Di sirkuit ini, 'C' adalah kapasitor, beda potensial adalah 'V' dan 'K' adalah sakelar.

Setelah kunci seperti 'K' ditutup, aliran elektron dari pelat1 akan mulai mengalir ke arah terminal + Ve baterai. Jadi aliran elektron akan dari ujung -Ve baterai ke ujung + Ve.

Rangkaian Kapasitor Plat Paralel

Rangkaian Kapasitor Plat Paralel

Di baterai, aliran elektron ke arah ujung positif, setelah itu akan mulai mengalir di plat2. Dengan begini, kedua lempeng ini akan mendapatkan muatan, dimana satu lempeng akan mendapat muatan positif dan lempeng kedua akan mendapat muatan negatif.


Prosedur ini akan berlanjut setelah kapasitor mendapatkan perbedaan potensial dalam jumlah baterai yang tepat. Setelah proses ini berhenti, maka kapasitor menyimpan muatan listrik termasuk beda potensial. Muatan di kapasitor dapat ditulis sebagai Q = CV

Prinsip Kapasitor Plat Paralel

Kita tahu bahwa kita dapat menyuplai sejumlah muatan listrik ke pelat kapasitor. Jika kita memberikan lebih banyak energi, maka ada peningkatan potensial sehingga menyebabkan arus keluar muatan. Setelah pelat2 disusun di sebelah pelat1 yang mendapat muatan positif, maka muatan negatif akan disuplai ke pelat2 ini.

Jika kita mendapatkan pelat2 dan ditempatkan di sebelah pelat1, maka energi negatif dapat disuplai melalui pelat2. Pelat bermuatan negatif ini lebih dekat ke pelat bermuatan positif. Ketika pelat1 & pelat2 memiliki muatan, maka muatan negatif pada pelat2 akan menurunkan beda potensial pada pelat pertama.

Sebagai alternatif, muatan positif pada pelat kedua akan menaikkan variasi potensial pada pelat pertama. Namun, muatan negatif pada pelat 2 akan berdampak ekstra. Dengan demikian, lebih banyak muatan dapat diberikan pada pelat 1. Jadi disparitas potensial akan lebih kecil karena muatan negatif pada pelat kedua.

Kapasitansi Kapasitor Pelat Paralel

Arah medan listrik tidak lain adalah aliran muatan uji positif. Batasan tubuh bisa digunakan untuk menyimpan energi listrik dikenal sebagai kapasitansi. Kapasitor mencakup kapasitansinya dengan cara yang sama, kapasitor pelat paralel mencakup dua pelat logam dengan luas 'A', dan ini dipisahkan melalui jarak '. Rumus kapasitor pelat paralel dapat ditunjukkan di bawah ini.

C = k * ϵ0 * A * d

Dimana,

'Εo' adalah permitivitas ruang

'K' adalah permitivitas relatif bahan dielektrik

'D' adalah sekat antara dua pelat

'A' adalah luas dua lempengan

Penurunan Kapasitor Pelat Paralel

Kapasitor dengan dua pelat yang disusun secara paralel ditunjukkan di bawah ini.

Penurunan Kapasitor

Penurunan Kapasitor

Pelat pertama di kapasitor membawa muatan '+ Q' dan pelat kedua membawa muatan '-Q'. Luas antara lempeng-lempeng ini dapat dilambangkan dengan 'A' dan jarak (d). Di sini, 'd' lebih kecil dari luas pelat (d<

σ = Q / A

Demikian pula, jika seluruh muatan pada pelat kedua adalah '-Q' & adalah luas pelat adalah 'A', maka massa jenis muatan permukaan dapat diturunkan sebagai

σ = -Q / A

Daerah kapasitor ini dapat dibagi menjadi tiga bagian seperti area1, area2, dan area3. Area 1 kiri ke pelat1, area 2 di antara bidang-bidang & area 3 adalah kanan pelat kedua. Medan listrik dapat dihitung di daerah sekitar kapasitor. Di sini, medan listrik konsisten & jalurnya dari pelat + Ve ke pelat –Ve.

Beda potensial dihitung melintasi kapasitor dengan mengalikan jarak antara bidang-bidang dengan medan listrik, yang dapat diturunkan sebagai,

V = Exd = 1 / ε (Qd / A)

Kapasitansi pelat paralel dapat diturunkan sebagai C = Q / V = ​​εoA / d

Kapasitansi kapasitor pelat paralel dengan 2 dielektrik ditunjukkan di bawah ini. Masing-masing luas pelat adalah Am2 dan dipisahkan dengan jarak d-meter. Kedua dielektrik tersebut adalah K1 & k2, maka kapasitansinya akan seperti berikut.

Kapasitansi setengah primer dari lebar kapasitor adalah d / 2 = C1 => K1Aϵ0 / d / 2 => 2K1Aϵ0 / d

Demikian pula dengan kapasitansi setengah kapasitor berikutnya C2 = 2K2Aϵ0 / d

Setelah kedua kapasitor ini dihubungkan secara seri maka kapasitansi bersih akan menjadi

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

Penggunaan / Aplikasi Kapasitor Plat Paralel

Aplikasi kapasitor pelat paralel meliputi yang berikut ini.

  • Dengan menghubungkan kapasitor yang berbeda secara paralel dalam suatu rangkaian, maka akan menyimpan lebih banyak energi karena kapasitansi yang dihasilkan adalah jumlah kapasitansi individu dari semua jenis kapasitor di dalam rangkaian tersebut.
  • Kapasitor pelat paralel digunakan dalam catu daya DC untuk menyaring sinyal output daya & menghilangkan riak AC
  • Bank kapasitor untuk penyimpanan energi dapat digunakan di PF (faktor daya) koreksi menggunakan beban induktif.
  • Ini digunakan dalam mobil industri untuk pengereman regeneratif dalam kendaraan besar.

FAQ

1). Apa itu kapasitor pelat paralel?

Ketika dua pelat logam dihubungkan secara paralel dengan memisahkan dengan a bahan dielektrik dikenal sebagai kapasitor pelat paralel.

2). Bagaimana kita bisa menghitung kapasitansi kapasitor pelat paralel?

Kapasitansi kapasitor ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus ini seperti C = ε (A / d).

3). Berapa satuan SI kapasitor

Satuan SI adalah farad (F).

4). Bergantung pada apa kapasitansi kapasitor pelat paralel?

Itu tergantung pada jarak dan luas kedua pelat.

Jadi, ini semua tentang gambaran umum kapasitor pelat paralel. Kapanpun muatan listrik dalam jumlah besar perlu disimpan sebuah kapasitor , tidak mungkin dalam satu kapasitor. Jadi kapasitor pelat paralel digunakan untuk menyimpan sejumlah besar energi listrik karena mereka menggunakan dua pelat seperti elektroda. Berikut pertanyaan untuk Anda, apa saja kelebihan dan kekurangan kapasitor pelat paralel?