Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Aplikácie elektrického poľa

Platňový kondenzátor a vplyv konštrukcie

Najjednoduchším typom je platňový kondenzátor, teda dve rovnobežné platne s plochou SS, vzdialené od seba o dd, medzi ktorými sa nachádza dielektrikum s relatívnou permitivitou εr\varepsilon_r. Pre jeho kapacitu platí vzťah:

C=ε0 εr SdC = \frac{\varepsilon_0\ \varepsilon_r\ S}{d}

Každý člen tohto vzorca má názornú fyzikálnu logiku. Plocha SS je v čitateli, pretože väčšia plocha znamená viac miesta pre náboj, a teda väčšiu kapacitu. Vzdialenosť dd je v menovateli, lebo keď sú platne bližšie pri sebe, pri rovnakom napätí je medzi nimi silnejšie pole podľa vzťahu E=U/dE = U/d, takže na platniach sa udrží viac náboja. A relatívna permitivita εr\varepsilon_r je v čitateli, čím sa nám vracia polarizácia. Keď medzi platne vložíme dielektrikum, to sa polarizuje a oslabí pole vnútri, takže pri rovnakom napätí zdroj dokáže na platne dotlačiť viac náboja, kým sa pole vyrovná. Výsledkom je εr\varepsilon_r krát väčšia kapacita. Konštanta ε0\varepsilon_0 je pritom permitivita vákua, jedna zo základných prírodných konštánt.

V praxi teda chceme čo najväčšiu plochu SS, čo najmenšiu vzdialenosť dd a dielektrikum s čo najvyššou εr\varepsilon_r. Práve preto bývajú reálne kondenzátory stočené do rolky alebo poskladané z mnohých tenkých vrstiev, pretože takto vtesnáme obrovskú plochu do malého objemu.

Platňový kondenzátor tvorený dvomi rovnobežnými platňami, ľavá nesie náboj plus Q a pravá náboj mínus Q, medzi nimi je dielektrikum s relatívnou permitivitou epsilon r a homogénne elektrické pole smerujúce od kladnej k zápornej platni. Vyznačená je vzdialenosť platní d a plocha platne S, teda veličiny, ktoré určujú kapacitu kondenzátora.