플레이트 사이의 간격을 변경하면 커패시터 전압이 변경됩니까?

판 사이의 길이가 인 이상적인 커패시터를 고려하십시오 . 커패시터 단자가 열려 있습니다. 유한 값의 임피던스에 연결되어 있지 않습니다. 용량은 이며 초기 전압은 입니다.$\ell_1$$C_1$$V_1$

우리는 판 사이의 간격을하면 어떻게 커패시터 전압 발생 판에 전하의 양을 변경하지 않고?$\ell_2=2\ell_1$

이것에 대한 내 생각 :

간격을 늘리면 정전 용량이 줄어 듭니다.

충전량이 변하지 않기 때문에 새로운 커패시터 전압은

이것이 사실입니까? 플레이트를 움직여서 커패시터 전압을 변경할 수 있습니까? 예를 들어, 플라스틱 신발을 신고 몸에 얼마의 비용이 든다고 가정 해보십시오. 내 몸과 접지가 커패시터 판으로 작동하기 때문에 자연적으로 정적 전압이 발생합니다. 이제 완벽한 절연체 건물 (예 : 마른 나무)을 오르면 신체의 정적 전압이 증가합니까?

Wimshurst 기계는 해당 프로세스에 의해 작동합니다.

서로 가까운 판에 전하를 가한 후 판을 이격시켜 고전압을 발생시킵니다.

70 년대에 학교에있을 때, 한 아이가 디스크 용 PCB 재료와 축음기 바늘을 사용하여 초기 충전물을 만들었습니다. '작업'은 전기 모터로 수행되었습니다. 스파크의 길이에 따라 200,000V 이상을 생산했다고 생각합니다.

그의 아빠는 전화를 디자인하고 그것을 사용하여 초기 전자 전화를 시험해 보았습니다.

예, 전압이 증가합니다. 우리 대부분은 학교에서 이것을 배운 것 같습니다. 물리학 교수는 움직일 수있는 플레이트와 매우 민감한 (실제로 매우 높은 임피던스) 전압계를 설정했습니다. 플레이트가 분리되면서 전압이 상승했습니다.

이것은 원 소식 Q = CV에서 나옵니다. 플레이트를 분리하면 커패시턴스가 낮아집니다. 충전은 아무데도 가지 않았으므로 전압이 상승해야합니다. 이것은 직관적이지 않은 것처럼 보일 수 있지만, 판의 전하는 서로를 끌어 들이고 싶어하며, 분리하여 작업을 수행하고 있습니다.

FET 입력이있는 전압계 (또는 운이 좋으면 오실로스코프)가있는 경우 위에서 설명한 실험을 재현 할 수 있습니다. 네거티브 리드를 접지하고 다른 리드를 손에 쥐십시오. 신발이 전도성이없고 ESD 스트랩이 연결되어 있지 않으면 발을 올리거나 내림으로써 미터를 편향시킬 수 있습니다. 그건 그렇고, 카펫을 문지르면 전하가 발생하고 발을 들어 올리면 멀어지기 때문에 정전기가 그러한 고전압 수준으로 높아집니다.

실제로는 일렉 트릿 콘덴서 마이크의 작동 방식입니다. 다이어프램이 진동함에 따라 다이어프램과 고정판 사이의 커패시턴스가 변경되고 그에 따라 전압이 변경됩니다.

전압이 확실히 증가합니다.

Q = C * U

간격을 늘려 C를 줄이지 만 Q는 동일하게 유지되므로 U가 증가합니다.

학교 시간에 나는 그것을 믿고 싶지 않아서 내 기술자가 고전압 전원 공급 장치, 플레이트, 케이블, 절연체 및 검류계가있는 실험 실로 나를 보냈습니다. 나는 그것을 테스트했고 그것은 사실입니다! 간격이 증가하면 전압이 증가합니다.

$A$$E = { Q \over \epsilon A}$$x$$V(x) = { Q x\over \epsilon A}$

거리를 두 배로 늘리면 전압이 두 배가됩니다.

$x$

아시다시피 커패시터는 두 개의 병렬 금속판으로 구성됩니다. 그리고 영역 A의 두 판 사이의 간격, 분리 거리 d, 전하 + Q 및 -Q를 통해

따라서 전위차는 분리 거리에 정비례합니다.

연결되지 않은 플레이트로 설명 된 상황에서 시나리오와 공식은 거리 2l에 대해 동일한 양의 전하를 분극하기 위해 두 배의 전압이 필요하다는 것을 나타냅니다.