G11_PHY_S2_SB1_U4

الدرس 1-4: المُ‏ كثِّفات
المكثف المتوازي اللوحين
يتألّف أبسط أنواع المكثفات من لوحين موصلين ومتوازيين مساحتهما المشتركة A وتفصل بينهما
،ε = ε 0 ثابت
ε r
مسافة d كما في الشكل 6-4. تُمأل المنطقة بين اللوحين بمادة عازلة سماحيتها حيث
ε r وإذا كان الوسط العازل
، ε 0 ثابت العزل للمادة العازلة
السماحية للوسط ε، سماحية الهواء أو الفراغ
.ε r و = 1 ε o
فراغً‏ ا تكون سماحيته –12 F/m 10 × 8.85 =
المساحة
d
تزداد السعة الكهربائية بازدياد مساحة اللوحين وتنقص بازدياد المسافة بينهما ‏)المعادلة 2-4(. تُمأل
المنطقة بين اللوحين،‏ في حالة األجهزة االلكترونية،‏ بمادة عازلة تكون سماحيتها ε أكبر من سماحية
ε o وذلك من أجل زيادة السعة الكهربائية.‏ المواد العازلة المعروفة كالزجاج والبالستيك لها
الفراغ
سماحية ε = (10 – 20) × 10 –12 F/m بينما سماحية الماء –12 F/m 10 × .708 يُعرّ‏ ف ثابت العزل
كنسبة سماحية العزل إلى سماحية الفراغ،‏ فتكون السماحية النسبية ‏)ثابت العزل(‏ للماء:‏
7
C
708 × 10 –12 F/m
8.85 × 10 –12 F/m = 80
مثال 1
احسب السعة الكهربائية لمكثف مساحة لوحية 1 m 2 والمسافة بينهما 1 mm حيث العازل هو الفراغ .
مثال 2
الحل:‏
احسب المساحة المشتركة للوحي مكثف إذا كانت سعته الكهربائية 5– F 10 والمسافة بين لوحيه
.ε r
0.1 mm وثابت العزل بين لوحيه = 3.5
الحل:‏
الطاقة المختزنة في المُ‏ كثِّف
السعة الكهربائية )F(
مساحة اللوحين ( 2 )m
السماحيّة )F/m(
المسافة بين اللوحين )m(
C = ε 0
ε r
A
d
→
A
ε
d
A
C = ε 0
ε r
d = ( 8.85×10−12 F/m) 1
( )
A = Cd
ε 0
ε r
=
ε 0
ε r
⎛ 1 m 2 ⎞
⎜
⎝ 0.001 m
⎟
⎠
= 8.85×10−12 9
F
( 10−5 F) 0.0001 m
( )
( )
( 8.85×10 −12 F) 3.5
= 32.3 m2
الشكل 6-4 المكثف
المتوازي اللوحين.‏
22-4