الکتریسیته ساکنالکتریسیته ساکنفیزیک سوم دبیرستانفیزیک یازدهم

ظرفیت خازن

خازن : وسیله الکتریکی است که می تواند بار الکتریکی و انرژی الکتریکی را در خود ذخیره کند .

ph3 s2 khazen zarfiat 0 ظرفیت خازن

خازن تخت یا مسطح : از دو صفحه ی رسانای تخت تشکیل شده است که در فاصله مشخصی از هم قرار گرفته اند و فضای بین آنها با یک عایق (دی الکتریک) پر شده است .

ph3 s2 khazen zarfiat 1 ظرفیت خازن

نمودارهای پر شدن خازن :

ph3 s2 khazen zarfiat 2 ظرفیت خازن

ph3 s2 khazen zarfiat 2 1 ظرفیت خازن

نکته : پس از پرشدن خازن جریان در مدار صفر می شود .

نکته : هنگامی خازن پر می شود که اختلاف پتانسیل دو سر خازن با اختلاف پتانسیل دو سر مولد برابر شود .

ظرفیت خازن : نسبت بار ذخیره شده به اختلاف پتانسیل بین دو صفحه خازن

ph3 s2 khazen zarfiat 3 ظرفیت خازن

که در این رابطه c ظرفیت خازن است که یکای آن کولن بر ولت است که به فاراد معروف است .

فاراد : یک فاراد ظرفیت خازنی است که اگر یک کولن بار روی صفحاتش ذخیره کنیم ، اختلاف پتانسیل دو صفحه یک ولت خواهد شد .

ph3 s2 khazen zarfiat 4 ظرفیت خازن

نکته : ظرفیت خازن به بار الکتریکی و اختلاف پتانسیل دو سر آن بستگی ندارد . بلکه فقط به عوامل ساختمانی خازن بستگی دارد .

عوامل موثر بر ظرفیت خازن :

۱ – با مساحت سطح مشترک دو صفحه رابطه مستقیم دارد . (A)

۲ – با فاصله ی بین دو صفحه خازن رابطه ی وارون دارد .(d)

۳ – حضور دی الکتریک موجب افزایش خازن می شود . (k)

ph3 s2 khazen zarfiat 5 ظرفیت خازن

که در این رابطه k ثابت دی الکتریک است . و کمیتی است بدون یکا و به جنس دی الکتریک بستگی دارد . و به طور تقریبی برای هوا مقدار ثابت دی الکتریک ۱ است .

نکته : اگر یک خازن به یک مولد وصل باشد و تغییری در ساختار خازن ایجاد کنیم ، ظرفیت خازن و بار الکتریکی تغییر می کند ولی اختلاف پتانسیل دو سر خازن تغییری نمی کند .

نکته : اگر خازن را پس از شارژ شدن از مولد جدا کنیم و هر تغییری در ساختار خازن ایجاد کنیم ، ظرفیت خازن و ولتاژ تغییر می کند ولی بار الکتریکی ثابت می ماند .

مثال : دو صفحه خازن که مساحت هر کدام ۲۰۰ سانتی متر مربع است ، در فاصله ۳ میلی متر از یکدیگر قرار دارند و فضای بین دو صفحه از عایقی به ضریب دی الکتریک ۶ پر شده است . ظرفیت خازن چند فاراد است ؟

حل مثال :

ph3 s2 khazen zarfiat 6 ظرفیت خازن

تمرین ۱ : دی الکتریک خازنی هوا است و اگر بدون جدا کردن خازن از مولد سطح مشترک صفحه های آن را به ثلث مقدار اولیه برسانیم ، باید دی الکتریکی با ثابت k بین دو صفحه قرار دهیم تا بار ذخیره شده در آن تغییر نکند . مقدار k را بیابید .

تمرین ۲ : یک خازن با صفحه های تخت را ابتدا شارژ نموده و سپس از مولد جدا می کنیم . اگر بین صفحه های آن دی الکتریکی با ثابت ۴ قرار دهیم ، ظرفیت ، بار ، اختلاف پتانسیل الکتریکی خازن چه تغییری می کند ؟

حل تمرین ها  :

[physmem] دانلود حل تمرین های ظرفیت خازن [/physmem]

 

برچسب ها

کبیری

مصطفی کبیری کناری متولد سال ۱۳۶۷ در شهرستان فریدونکنار (استان مازندران) ، دبیر فیزیک دبیرستان های شهرستان کلاردشت با سوابق تحصیلی کارشناسی رشته دبیری فیزیک در دانشگاه مازندران و کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد در دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم . هدف از ایجاد این سایت برای من ، ایجاد یک محیطی آموزشی کارآمد است که در آن دانش آموزان بتوانند فیزیک را به صورت پایه ای و مفهومی بیاموزند .

مطالب مشابه

پاسخ دهید

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

همچنین ببینید

بستن
بستن