¿Cómo encontrar el gráfico correcto para la variación de capacitancia con el tiempo?

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Primero que todo, debo admitir que esta es una pregunta de tipo de tarea. La siguiente figura muestra la pregunta

Mispensamientoshaciaestapregunta

Lacapacitanciaparaelcondensadordeplacaparalelavienedadaporlasiguientefórmula

Entonces, cuando inserte el material dieléctrico, ¿cuál es el parámetro que va a variar? Creo que la distancia entre las placas está variando. Pero no estoy muy seguro de eso.

De todos modos, la respuesta en el script de respuesta es la cuarta. No sé cómo lo consiguen. Así que busco tu ayuda

    

3 respuestas

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Tal vez ayude con la visualización a considerar el caso un poco más simple de un recorte rectangular, congelado en el tiempo con una longitud, x, del recorte entre las placas, como se muestra a continuación. Suponga que la profundidad de la sección transversal es 1, por lo que el área total de la placa superior, por ejemplo, es \ $ A = L * 1 = L \ $.

Esto puede ser modelado por la disposición de condensadores que se muestra debajo de la sección transversal (tal vez si imaginas una placa conductora delgada ficticia que separa los dos rectángulos más pequeños, te convencerá de que son dos condensadores que actúan en serie).

La pregunta, como se establece, no necesita un análisis matemático, ya que solo está buscando un juicio cualitativo, sin embargo, puede valer la pena avanzar un poco hacia el desarrollo de un modelo matemático ...

... usando la fórmula de capacitancia: \ $ C = \ frac {\ epsilon_r \ epsilon_o Área} {Distancia} \ $, los diversos valores de los capacitores son: \ $ C_1 = \ frac {\ epsilon_r \ epsilon_o (Lx )} {D} \ $; \ $ C_2 = \ frac {\ epsilon_r \ epsilon_o x} {D-d} \ $; \ $ C_3 = \ frac {\ epsilon_o x} {d} \ $

Por lo tanto, la capacitancia general es \ $ C = C_1 + \ frac {C_2 C_3} {C_2 + C_3} \ $, y los efectos de cada término, a medida que el dieléctrico se mueve a través de las placas, se puede determinar al permitir que x aumente progresivamente desde cero.

No es una fórmula particularmente fácil de evaluar, pero es más fácil que el recorte triangular que resulta en una relación logarítmica, ya que implica la integración de los términos de las formas \ $ 1 / x \ $ y \ $ 1 / (x + a ) \ $

    
respondido por el Chu
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Creo que la forma más fácil de pensar en esto es simplemente imaginar la constante dieléctrica en tu fórmula:

elparámetrodesconstante(separacióndeplaca).

elparámetroAesconstante(áreadelaplaca).

elparámetroépsilonestávariando(cosasentrelasplacas).Eldieléctricodel"condensador" es una especie de suma de los dos materiales (dieléctrico y aire). Cuando aparece una brecha en el dieléctrico, la permitividad neta disminuye, lo que resulta en una menor capacitancia. Lo contrario es cierto para los pequeños picos afilados. En ese caso, hay más dieléctrico entre las placas, por lo que aumenta la capacitancia.

(src: enlace )

    
respondido por el justing
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La capacitancia es proporcional al volumen total de dieléctrico entre las placas más un desplazamiento de capacitancia constante.

Por lo tanto, puede derivar las siguientes reglas que lo ayudan a identificar el patrón correcto de capacitancia en función del tiempo:

  • La capacidad disminuye cuando
    • entra una zanja o
    • una cuña se va El área entre las placas.
  • Capacitancia aumenta cuando
    • entra una cuña o
    • deja una zanja El área entre las placas.
respondido por el Curd

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