A’ Tuigsinn Mar a tha Comharaiche ag Obrachadh: Sealladh Domhainn air Gnìomhachd, Tagraidhean, agus Buaidh

Tha comasan uile-làthaireach ann an saoghal an eileagtronaig, bunaiteach airson obrachadh iomadh inneal is siostam. Tha iad sìmplidh nan dealbhadh ach gu math ioma-chruthach nan tagraidhean. Gus fìor thuigse fhaighinn air àite comasan ann an teicneòlas an latha an-diugh, tha e riatanach sgrùdadh a dhèanamh air an structar, na prionnsapalan bunaiteach, an giùlan ann an cuairtean, agus farsaingeachd an tagraidhean. Bheir an sgrùdadh coileanta seo tuigse mhionaideach air mar a bhios comasan ag obair, a’ leudachadh a-steach don bhuaidh a th’ aca air teicneòlas agus an comas san àm ri teachd.

Structar Bunasach Co-chomharradair

Aig a chridhe, tha comasair air a dhèanamh suas de dhà phlàta giùlain air an sgaradh le stuth inslithe ris an canar dielectric. Faodar an structar bunaiteach seo a thoirt gu buil ann an diofar chruthan, bhon chomasair plàta co-shìnte sìmplidh gu dealbhaidhean nas iom-fhillte leithid comasairean siolandair no cruinneach. Mar as trice bidh na pleitean giùlain air an dèanamh à meatailt, leithid alùmanum no tantalum, agus faodaidh an stuth dielectric a bhith bho fhilmichean ceirmeag gu filmichean polymer, a rèir an tagraidh shònraichte.

Tha na pleitean ceangailte ri cuairt taobh a-muigh, mar as trice tro chrìochan a leigeas le bholtaids a bhith air a chur an sàs. Nuair a thèid bholtaids a chur thairis air na pleitean, thèid raon dealain a chruthachadh taobh a-staigh an dielectric, ag adhbhrachadh cruinneachadh chosgaisean air na pleitean - deimhinneach air aon phlàta agus àicheil air an fhear eile. Is e an dealachadh cosgais seo am prìomh dhòigh-obrach leis a bheilcomasaireanlùth dealain a stòradh.

Am Fiosaig air Cùl Stòradh Cosgais

Tha am pròiseas airson lùth a stòradh ann an capacitor air a riaghladh le prionnsabalan electrostatach. Nuair a bhios bholtadh

Tha V air a chur an sàs thairis air pleitean a’ chomasair, raon dealain

Bidh E a’ leasachadh anns an stuth dielectric. Bidh an raon seo a’ cur feachd air na dealanan saora anns na pleitean giùlain, gan toirt gu gluasad. Bidh dealanan a’ cruinneachadh air aon phlàta, a’ cruthachadh cosgais àicheil, agus bidh am plàta eile a’ call dealanan, a’ fàs fo chìs dheimhinneach.

Tha pàirt chudromach aig an stuth dielectric ann a bhith a’ neartachadh comas a’ chomasair cosgais a stòradh. Bidh e a’ dèanamh sin le bhith a’ lughdachadh an achaidh dealain eadar na pleitean airson meud sònraichte de chosgais stòraichte, a tha gu h-èifeachdach ag àrdachadh comas an inneil.

Tha C air a mhìneachadh mar cho-mheas an luchd

Q air a stòradh air na truinnsearan chun bholtaids

V air a chur an sàs:

Tha an co-aontar seo a’ sealltainn gu bheil comas dìreach co-rèireach ris a’ chosgais a tha air a stòradh airson bholtaids sònraichte. Is e am farad (F) aonad a’ chomas, air ainmeachadh às dèidh Michael Faraday, tùsaire ann an sgrùdadh electromagnetism.

Tha grunn nithean a’ toirt buaidh air comas capacitor:

1. Raon Uachdar nam PlàtaicheanFaodaidh pleitean nas motha barrachd cosgais a stòradh, agus mar thoradh air sin bidh comas nas àirde ann.
2. Astar eadar na PlàtaicheanBidh astar nas lugha a’ meudachadh neart an achaidh dealain agus, mar sin, an comas.
3. Stuth DielectricBidh an seòrsa dielectric a’ toirt buaidh air comas a’ chomasair cosgais a stòradh. Bidh stuthan le cunbhalachd dielectric nas àirde (ceadachd) ag àrdachadh comas.

Ann an cleachdadh, mar as trice bidh comasan aig comasairean a’ dol bho picofarads (pF) gu farads (F), a rèir am meud, an dealbhadh agus an cleachdadh a tha san amharc.

Stòradh agus Sgaoileadh Lùtha

Tha an lùth a tha air a stòradh ann an comasair na ghnìomh den chomas aige agus ceàrnag a’ bholtaids thairis air na pleitean aige.

Faodar E a stòradh a chur an cèill mar:

Tha an co-aontar seo a’ sealltainn gu bheil an lùth a tha air a stòradh ann an capacitor ag àrdachadh leis an dà chuid an comas agus am bholtaids. Gu cudromach, tha an dòigh stòraidh lùtha ann an capacitors eadar-dhealaichte bhon fhear ann am bataraidhean. Ged a bhios bataraidhean a’ stòradh lùth gu ceimigeach agus ga leigeil ma sgaoil gu slaodach, bidh capacitors a’ stòradh lùth gu electrostatach agus faodaidh iad a leigeil ma sgaoil cha mhòr sa bhad. Tha an diofar seo a’ dèanamh capacitors freagarrach airson tagraidhean a dh’ fheumas spreadhaidhean luath de lùth.

Nuair a leigeas an cuairt taobh a-muigh leis, faodaidh an comas-cumhachd an lùth stòraichte aige a leigeil ma sgaoil, a’ leigeil ma sgaoil an cosgais cruinnichte. Faodaidh am pròiseas sgaoilidh seo cumhachd a thoirt do dhiofar phàirtean ann an cuairt, a rèir comas a’ chomas-cumhachd agus riatanasan na cuairte.

Comharraidhean ann an Cuairtean AC agus DC

Tha giùlan comasairean ag atharrachadh gu mòr eadar cuairtean sruth dhìreach (DC) agus sruth eile (AC), gan dèanamh nan co-phàirtean ioma-chruthach ann an dealbhadh dealanach.

1. Comharraidhean ann an Cuairtean DCAnn an cuairt DC, nuair a bhios comas-cothromachaidh ceangailte ri stòr bholtaids, leigidh e le sruth sruthadh an toiseach fhad ’s a bhios e a’ cur cosgais. Mar a bhios an comas-cothromachaidh a’ cur cosgais, bidh am bholtaids thairis air na pleitean aige ag àrdachadh, a’ dol an aghaidh a’ bholtaids a chaidh a chur an sàs. Mu dheireadh, bidh am bholtaids thairis air a’ chomas-cothromachaidh co-ionann ris a’ bholtaids a chaidh a chur an sàs, agus stadaidh sruthadh an t-srutha, agus aig an ìre sin bidh an comas-cothromachaidh làn-chosgais. Aig an ìre seo, bidh an comas-cothromachaidh ag obair mar chuairt fhosgailte, gu h-èifeachdach a’ cur bacadh air sruthadh srutha sam bith eile.Tha an togalach seo air a chleachdadh ann an tagraidhean leithid a bhith a’ rèiteachadh atharrachaidhean ann an solar cumhachd, far am faod comasairean tonnan ann am bholtadh DC a shìoladh a-mach, a’ toirt seachad toradh seasmhach.
2. Comharraidhean ann an Cuairtean ACAnn an cuairt AC, bidh am bholtaids a thèid a chur ri comasair ag atharrachadh treòrachadh gu leantainneach. Bidh an bholtaids atharrachail seo ag adhbhrachadh gum bi an comasair a’ cosg agus a’ dì-luchdachadh mu seach le gach cearcall den chomharra AC. Air sgàth a’ ghiùlain seo, leigidh comasairean ann an cuairtean AC leis an t-sruth AC a dhol troimhe fhad ‘s a tha iad a’ bacadh ginCo-phàirtean DC.An impedance
   $ZZ$

    

   Tha Z de cho-chomharraiche ann an cuairt AC air a thoirt seachad le:

    

   $Z=12\pi fCZ\; =\; \backslash frac\{1\}\{2\backslash pi\; fC\}$

    
   

Càite’S e f tricead an t-soidhne AC. Tha an co-aontar seo a’ sealltainn gu bheil impedance comasair a’ lùghdachadh le tricead a tha ag àrdachadh, agus mar sin tha comasairean feumail ann an tagraidhean sìolaidh far am faod iad comharran ìosal-tricead (leithid DC) a bhacadh fhad ’s a leigeas iad le comharran àrd-tricead (leithid AC) a dhol seachad.

Cleachdaidhean Practaigeach Luchd-comasachaidh

Tha comasan riatanach do iomadh cleachdadh thar diofar raointean teicneòlais. Tha an comas lùth a stòradh agus a leigeil ma sgaoil, comharran a shìoladh, agus buaidh a thoirt air àm chuairtean gan dèanamh riatanach ann am mòran innealan dealanach.

1. Siostaman Solarachaidh CumhachdAnn an cuairtean solar cumhachd, thathas a’ cleachdadh comasairean gus atharrachaidhean ann am bholtaids a rèiteachadh, a’ toirt seachad toradh seasmhach. Tha seo gu sònraichte cudromach ann an innealan a dh’ fheumas solar cumhachd cunbhalach, leithid coimpiutairean agus fònaichean sgairteil. Bidh comasairean anns na siostaman sin ag obair mar shìoltachain, a’ gabhail a-steach spìcean is tuiteaman ann am bholtaids agus a’ dèanamh cinnteach à sruthadh cunbhalach dealain.A bharrachd air sin, thathas a’ cleachdadh comasairean ann an solar cumhachd neo-bhriste (UPS) gus cumhachd cùl-taic a thoirt seachad rè briseadh cumhachd goirid. Tha comasairean mòra, ris an canar supercompasitors, gu sònraichte èifeachdach anns na tagraidhean sin air sgàth an comas àrd agus an comas leigeil ma sgaoil gu luath.
2. Giullachd ChomharranAnn an cuairtean analogach, bidh comasairean a’ cluich pàirt chudromach ann am pròiseasadh chomharran. Bithear gan cleachdadh ann an sìoltachain gus raointean tricead sònraichte a thoirt seachad no a bhacadh, a’ cruthachadh an t-soidhne airson tuilleadh giollachd. Mar eisimpleir, ann an uidheamachd claisneachd, bidh comasairean a’ cuideachadh le bhith a’ sìoladh fuaim nach eilear ag iarraidh, a’ dèanamh cinnteach nach tèid ach na triceadan claisneachd a tha thu ag iarraidh a mheudachadh agus a thar-chuir.Bithear a’ cleachdadh comasairean ann an tagraidhean ceangail is dì-cheangail cuideachd. Ann an ceangal, leigidh comasair le comharran AC gluasad bho aon ìre de chuairt gu ìre eile fhad ‘s a tha e a’ bacadh phàirtean DC a dh’ fhaodadh bacadh a chuir air obrachadh ìrean às dèidh sin. Ann an dì-cheangail, thèid comasairean a chuir tarsainn air loidhnichean solair cumhachd gus fuaim a shìoladh a-mach agus casg a chuir air bho bhith a’ toirt buaidh air pàirtean mothachail.
3. Cearcallan TiùnaidhAnn an siostaman rèidio is conaltraidh, thathas a’ cleachdadh comasairean còmhla ri luchd-ionductaidh gus cuairtean ath-shondach a chruthachadh a ghabhas gleusadh gu triceadan sònraichte. Tha an comas gleusaidh seo riatanach airson comharran a tha thu ag iarraidh a thaghadh bho speactram farsaing, leithid ann an glacadairean rèidio, far am bi comasairean a’ cuideachadh le bhith a’ dealachadh agus a’ neartachadh a’ chomharra a tha thu ag iarraidh.
4. Cearcallan-ama agus OscillatorBithear a’ cleachdadh comasairean, còmhla ri resistors, gus cuairtean tìm a chruthachadh, leithid an fheadhainn a lorgar ann an clocaichean, timers, agus gineadairean cuisle. Bidh cosgais is dì-luchdachadh comasair tro resistor a’ cruthachadh dàil ùine ro-innseach, a ghabhas cleachdadh gus comharran cunbhalach a chruthachadh no gus tachartasan a bhrosnachadh aig amannan sònraichte.Bidh cuairtean oscillator, a bhios a’ dèanamh tonn-chruthan leantainneach, cuideachd an urra ri capacitors. Anns na cuairtean sin, bidh cuairtean cosgais is sgaoilidh a’ capacitors a’ cruthachadh nan crithidhean a tha a dhìth airson comharran a chruthachadh a thathas a’ cleachdadh anns a h-uile càil bho luchd-sgaoilidh rèidio gu co-chur ciùil dealanach.
5. Stòradh LùthaTha supercomasairean, ris an canar cuideachd ultracomasairean, a’ riochdachadh adhartas mòr ann an teicneòlas stòraidh lùtha. Faodaidh na h-innealan sin meudan mòra lùtha a stòradh agus a leigeil ma sgaoil gu sgiobalta, gan dèanamh freagarrach airson tagraidhean a dh’ fheumas lìbhrigeadh lùtha luath, leithid ann an siostaman breiceadh ath-ghinealach ann an carbadan dealain. Eu-coltach ri bataraidhean traidiseanta, tha beatha nas fhaide aig supercomasairean, faodaidh iad barrachd chuairtean cosgais is sgaoilidh a sheasamh, agus bidh iad a’ cosg tòrr nas luaithe.Tha supercomasairean gan sgrùdadh cuideachd airson an cleachdadh ann an siostaman lùtha ath-nuadhachail, far am faod iad lùth a ghineas pannalan grèine no roth-gaoithe a stòradh agus a leigeil ma sgaoil nuair a bhios feum air, a’ cuideachadh le bhith a’ daingneachadh a’ ghriod cumhachd.
6. Comasaichean Electrolytic’S e seòrsa de chomasair a th’ ann an comasairean electrolytic a bhios a’ cleachdadh electrolyte gus comas nas àirde a choileanadh na seòrsachan eile. Mar as trice bidh iad air an cleachdadh ann an tagraidhean far a bheil feum air comas mòr ann an tomhas-lìonaidh beag, leithid ann an sìoladh solar cumhachd agus amplifiers claisneachd. Ach, tha fad-beatha cuibhrichte aca an taca ri comasairean eile, oir faodaidh an electrolyte tiormachadh thar ùine, ag adhbhrachadh call comas agus fàilligeadh mu dheireadh.

Gluasadan agus Nuadh-eòlasan san Àm ri Teachd ann an Teicneòlas Capacitor

Mar a bhios teicneòlas a’ sìor leasachadh, bidh leasachadh teicneòlas capacitor a’ sìor leasachadh cuideachd. Tha luchd-rannsachaidh a’ sgrùdadh stuthan agus dealbhaidhean ùra gus coileanadh capacitor a leasachadh, gan dèanamh nas èifeachdaiche, nas seasmhaiche, agus nas comasaiche air barrachd lùth a stòradh.

1. NanoteicneòlasTha adhartasan ann an nanoteicneòlas a’ leantainn gu leasachadh comasairean le feartan nas fheàrr. Le bhith a’ cleachdadh nano-stuthan, leithid grafein agus nanotuban gualain, faodaidh luchd-rannsachaidh comasairean a chruthachadh le dùmhlachdan lùtha nas àirde agus cearcallan cosgais-sgaoilidh nas luaithe. Dh’ fhaodadh na h-innleachdan sin leantainn gu comasairean nas lugha agus nas cumhachdaiche a tha freagarrach airson an cleachdadh ann an electronics so-ghiùlain agus carbadan dealain.
2. Comharradairean Staid-chruaidhTha comasairean staid-chruaidh, a bhios a’ cleachdadh electrolyte cruaidh an àite fear leaghaidh, a’ sìor fhàs cumanta ann an tagraidhean àrd-choileanaidh. Tha na comasairean seo a’ tabhann earbsachd nas fheàrr, fad-beatha nas fhaide, agus coileanadh nas fheàrr aig teòthachd àrd an taca ri comasairean electrolytic traidiseanta.
3. Leictreonaic sùbailte agus so-ghiùlainMar a bhios teicneòlas so-ghiùlain agus eileagtronaig sùbailte a’ sìor fhàs mòr-chòrdte, tha iarrtas a’ sìor fhàs airson comasan-coileanaidh as urrainn lùbadh agus sìneadh gun a bhith a’ call comas-gnìomh. Tha luchd-rannsachaidh a’ leasachadh comasan-coileanaidh sùbailte a’ cleachdadh stuthan leithid poileimeirean giùlain agus filmichean sìnte, a’ comasachadh thagraidhean ùra ann an cùram slàinte, fallaineachd agus eileagtronaig luchd-cleachdaidh.
4. Buain LùthaTha comasan cuideachd a’ cluich pàirt ann an teicneòlasan buain lùtha, far a bheilear gan cleachdadh gus lùth a chaidh a ghlacadh bho thùsan àrainneachdail, leithid pannalan grèine, crithidhean, no teas, a stòradh. Faodaidh na siostaman sin cumhachd a thoirt do dh’ innealan beaga no mothachairean ann an àiteachan iomallach, a’ lughdachadh an fheum air bataraidhean traidiseanta.
5. Comharradairean Teòthachd ÀrdTha rannsachadh leantainneach ann a thaobh comasairean as urrainn obrachadh aig teòthachd nas àirde, rud a tha deatamach airson tagraidhean ann an suidheachaidhean aerospace, chàraichean agus gnìomhachais. Bidh na comasairean sin a’ cleachdadh stuthan dielectric adhartach as urrainn seasamh ri suidheachaidhean anabarrach, a’ dèanamh cinnteach à coileanadh earbsach ann an àrainneachdan cruaidh.

Co-dhùnadh

Tha comasan nan co-phàirtean riatanach ann an eileagtronaig an latha an-diugh, a’ cluich phàirtean deatamach ann an stòradh lùtha, giullachd chomharran, riaghladh cumhachd, agus cuairtean tìm. Tha an comas lùth a stòradh agus a leigeil ma sgaoil gu luath gan dèanamh gu sònraichte freagarrach airson raon farsaing de thagraidhean, bho bhith a’ rèiteachadh solar cumhachd gu bhith a’ comasachadh obrachadh shiostaman conaltraidh iom-fhillte. Mar a bhios teicneòlas a’ sìor dhol air adhart, tha leasachadh dhealbhaidhean agus stuthan ùra comasan a’ gealltainn na comasan aca a leudachadh eadhon nas fhaide, a’ brosnachadh ùr-ghnàthachadh ann an raointean leithid lùth ath-nuadhachail, eileagtronaig sùbailte, agus coimpiutaireachd àrd-choileanaidh. Tha tuigse air mar a bhios comasan ag obair, agus a’ cur luach air an iomadachd agus am buaidh, a’ toirt bunait airson sgrùdadh a dhèanamh air raon farsaing agus a tha a’ sìor fhàs de eileagtronaig.