خازن

خازن وسیله ای برای ذخیرۀ بار و انرژی است. هر خازن ظرفیتی دارد که از رابطۀ = ??

vتقسیم بر C=qبدست میآید.

ظرفیت خازن به اختالف پتانسیل و بار خازن بستگی ندارد.

نماد آن در مدار های الکتریکی به شکل است.

رابطه عوامل موثر بر ظرفیت خازن به صورت میباشد.

توضیح مطالب: دو صفحۀ رسانای موازی که در فاصلهای از هم قرار میگیرند و دارایب ارهای هم اندازه و مختلف العالمت باشند، تشکیل یک خازن می دهند.

برای ذخیرۀ بار در یک خازن از یک باتری استفاده می کنیم در این

صورت الکترون از پایانه منفی باتری به صفحه خازن منتقل شده و صفحه روبرو در اثر القاء

دارای بار مثبت میشود یعنی صفحۀ متصل به پایانۀ مثبت باتری بار مثبت و صفحۀ متصل

به پایانۀ منفی باتری بار منفی پیدا میکند. انتقال بار بین پایانههای باتری و صفحات خازن تا زمانی

ادامه مییابدکه پتانسیل الکتریکی هر صفحه خازن با پتاسیل الکتریکی پایانۀ متصل به آن برابر شود.

در این حالت میگوییم خازن باردار شده است و میتوان این خازن را از باتری جدا کرد و در یک مدار

دیگر قرار داد و به عنوان منبع انرژی از آن استفاده کرد.

ظرفیت خازن : برای باردار کردن خازن اگر از باتری با پتانسیل الکتریکی بیشتری استفاده کنیم بار ذخیره شده درصفحات

خازن بیشتر میشود. ولی هر خازن یک گنجایش برای ذخیرۀ بار دارد که این گنجایش را ظرفیت خازن میگویند و اینگونه

تعریف میشود. نسبت بار ذخیره شده در صفحات خازن به اختالف پتانسیل الکتریکی دو سر صفحات خازن را ظرفیت خازن گویند.

: واحد ظرفیت خازن در ?𝑆? برابر فاراد ) ?? ( است که هر فاراد برابر با یک کولن بر ولت است ولی اغلب از واحدهای کوچکتر

مانند میکروفاراد، نانوفاراد و ... استفاده می کنند.

نکته مهم: ظرفیت خازن به بار و اختالف پتانسیل بین صفحات بستگی ندارد.

ظرفیت خازن، کمیتی نرده ای و فرعی است.

خازن تخت: صفحات این خازن دو صفحه رسانای تخت به

مساحت A به فاصله d از یکدیگر واقع شده اند.

نکته: d در مقایسه با ابعاد صفحات ناچیز است.

کاربرد خازن: خازنها درمدارهای الکترونیکی وسایلی

مانند رادیو، تلویزیون، رایانه، تلفن همراه و ... کاربرد دارند.

مثال1 :صفحات خازنی را به اختالف پتانسیل 111 ولت وصل کرده ایم اگر بار الکتریکی خازن 011 میکروکولن شود:

الف – ظرفیت خازن چقدر است؟

ب – اگر بار الکتریکی خازن 8 میلی کولن باشد اختالف پتانسیل بین دو صفحه خازن چند ولت می شود؟

پاسخ:

الف(

Q 400 C

C = C = = 4 F

V 100v

  )ب

-3 -3 Q -6 3 8×10 C 8×10 C

C = 4×10 F = V = = 2×10 v

V V -6 4×10 F

مثال 2 :بار الکتریکی خازنی را دوبرابرکرده ایم اختالف پتانسیل و ظرفیت خازن چند برابر می شود؟

پاسخ: ظرفیت خازن تغییر نمی کند چون به بار خازن بستگی ندارد

اختالف پتانسیل خازن دو برابر می شود.

ظرفیت خازن تخت

ظرفیت خازن تخت به مساحت مشترک صفحات و فاصله جدایی دوصفحه بستگی دارد.

: عوامل موثر بر ظرفیت خازن

1 -جنس دی الکتریک

2 -مساحت مشترک صفحات خازن

3 -فاصله صفحات خازن

با توجه به عوامل موثر رابطه ظرفیت برای خازن دارای دی الکتریک به صورت زیر نوشته می شود.

پرسش :

خازنی را به باتری وصل کرده پس از شارژ کامل بدون جدا سازی از باتری، یکی از صفحات آن را به موازات صفحه دیگر کمی

جابجا می کنیم با استدالل توضیح دهید هریک از کمیت های زیر چگونه تغییر می کند؟

الف – ظرفیت خازن

ب – اختالف پتانسیل بین دوصفحه خازن

ج - بار الکتریکی خازن

پاسخ:

الف( با حرکت یکی از صفحات به موازات صفحه دیگر مساحت مشترک صفحات کاهش مییابد)

با آموزش (فیزیک یازدهم ) در سایت گیتیک همراه ما باشید 🤗 ❤️