Bilmece bulmaca kapasitor levhalariyla oynamaca

[z]

Cevabina kafa yormadim.

Iki paralel metal levhadan olusmus A isimli kapasitorumuze 100v vermis olalim. (Her biri 1metre kare olan levhalarin aralik mesafesi 1mm ve arada 1mm kalinliginda mesela epoxy olsun.)

Gene ayni alana ve ayni araliga sahip metal levhali B isimli kapasitorumuz olsun fakat bunun levhalari arasinda sadece hava olsun.  Bacaklarina da voltaj moltaj vermeyelim.

Voltaj kablolarini A kapasitorunden ayiralim. A kapasitorunun icindeki epoxy tabakayi sokup B kapasitorunun arasina takalim.

(Bu epoxy levhayi sokme takma isini elimizle falan yapmayalim resmen uzay yolu filmimlerindeki gibi A dan B ye isinlayalim)

A kapasitorundeki voltaj nedir? B kapasitorundeki voltaj nedir?

[RaMu]

Hesabına kafa bende yormadım ama;
kapasitorüne göre değişir,
misal A eğer epoxy olmadan hava delinme gerilimine ulaşıp
atlama yapabilir sonunda 0 V kalabilir.

Bence güzel soru oturup adamakıllı bakılırsa çözülebilir
güzel sınav sorusu olur, belki sorulmuşturda.

[Icarus]

Quantum kimyası sorusu gibi
Sanırım şöyle bir yaklaşımda olur. A önce dolduruluyor. Yeterince uzun bir süre şarjlı kalıyor. Sonra A boşaltılıyor. V(A) = ?.
(Şimdi Tamamen sallıyorum) Bu gerilim o kadar karakteristik özellikler taşır ki epoxy'nin polimerizasyon oranı bile ölçülünebilir diye tahmin ediyorum

[Mr_YAMYAM]

Voltaj aynı kalacaktır.
Ancak akım kapasitesi değişecektir. Bu durum da epoxy'nin dialektik özellikleri ile ilgilidir.
Açıklayıcı olabilmek için;
Havanın iletkenlik katsayısını 1 olarak kabul edersek;
Epoxy nin daha iyi iletkenliği olduğunu da düşünürsek;
DİKKAT: buradaki iletkenliği elektrik iletkenliği ile karıştırmayalım. Aynı gibi olsa da statik elektriğin iletimi ile ilgili olup, kondansatörün dolma ve boşalma karakteristiğine etki eden bir iletkenliktir. Sonuçta hepimiz biliriz ki herhangi bir kondansatör aslında bir yalıtkan tabakası olduğu halde AC akımı geçirmektedir.
Bu durumda epoxy üzerinden anlık daha fazla akım geçirebileceğimiz anlamı çıkmaktadır. Ancak uygulanan gerilimin, epoxynin dialektik gerilimini aşmadığını varsayıyorum.
Kapasite aynı olduğuna göre, (epoxynin dialektik özelliğine göre) ve uygulanan gerilim aynı olduğuna göre ne değişecektir? Kondansatörün ESR (Eşdeğer Serii Direnci) ve hatta kondansatörün VAR (Volt Amper Reaktif) özelliği değişecektir.
Temel olarak kondansatör yapılarını incelediğimizde benzer olayları görebiliriz.
100uF 100V alüminyum elektrolitik.
100uF 100V Tantal
100uF 100V Polyester.

[z]

Ilk durumda A kapasitorunun Kapasitesi  Ca olsun.   

B kapasitesinin degeri ise   Cb=Ca/epsilon yani Ca>Cb olacaktir.  Bu durumda epsilon>1 demektir.

A kapasitorunun enerjisi Wa=0.5 * Ca * 100^2 Joule dur.

A nin voltaj kaynagi ile alakasini kestigimizda Wa enerjisi A da depoludur.

A nin icindeki dielektrik malzemeyi cikarttgimizda levhalardaki yuk kacamayacagina gore

A kapasitorunun enerjisi 0.5 * Ca * 100^2 = 0.5 * Ca/epsilon * V^2 olur.

Buradan 100*100*epsilon=V^2  (epsilon >1 du)

o halde V>100v buluruz.

Boyle bir sey mumkunmudur?

[Mr_YAMYAM]

o halde V>100v buluruz.

Boyle bir sey mumkunmudur?

Benim mantığıma uymuyor.
Levhalar aynı. Dialektik farklı.
Aklıma şöyle bir örnek geliyor.
100uF 1000V kondansatöre 100V verdik. Belli bir oranda şarj ettik.
1000uF 100V kondansatöre 100V verdik tam olarak şarj ettik.
Geri aldığımız enerjinin de takribi olarak eşit olması gereklidir.

[z]

Tamam soyle gidelim.

C=Q/V dir.   Buradan V=Q/C

Dielektrik malzeme alinirsa C azalir.

Ilk basta metal levhalarda  Q yuku vardir. Voltaj kaynagini kaldirinca Q yuku metal levhalardan kacamaz.

Dielektrik malzemeyi sokunce C azalir.  Q yuku degismeyip C azalirsa V=Q/C gereki voltaj artar.(mı acaba?)

[pisayisi]

Epoksinin dielektrik katsayısı 3.6 olarak alındığında, A kondansatörü dielektrik malzeme çıkarıldığında sığa değeri 3.6 kat azalacak C=Q/V den plakalardaki yükün korunduğunu kabul ettiğimizde , A kondansatörünün uçlarındaki gerilim 360 volt olacaktır. B kondansatörüne epoksi dielektriği yerleştirmenin elektrik alanın klavuzluğunda plakalarda yük biriktirmenin gerçekliği karşısında  gerilimi Sıfır volt olacaktır...

[DataDiver]

Bence, B kapasitörü arasına sonradan konulan dielektrik malzeme üzerinde herhangi bir şarj olması söz konusu olmadığından ve her hangi bir elektrik alana maruz bırakılmadığından yoluna boş bir kapasite olarak devam edecek... A kapasitesinden ise epoxyi alırsak levhalar üzerindeki şarj azalarak (Birinden diğerine atlayarak) dielektrik malzemesi hava olan bir kapasite kadar yük kalacak..

[Icarus]

Q yuku degismeyip C azalirsa V=Q/C gereki voltaj artar.(mı acaba?)

Evet
@DataDiver, @pisayisi B'nin gerilimi sıfırdan büyük. Ama ne kadar büyük ? onun hesabı zor.

[Mr_YAMYAM]

Şöyle düşünelim.
Kondansatörün kapasitesi, depolayabileceği enerji miktarı olarak belirtilir.
100 litrelik bir depomuz var. (a kondansatörü) Bu deponun bir giriş vanası (Şarj etmek) bir de çıkış vanası (deşarj etmek) vardır.
100 litrelik depomuzu tam olarak doldurduk. Ani bir hareketle (dialektiği değiştirmekle) depo kapasitesini değiştirdik. Sığanın düşürülmesi durumunda enerji kaybı yaşayacağımız gerçektir. Ama sığanın artması durumunda enerjimizde bir kayıp sözkonusu olmayacaktır. Deponun tam dolmadığı gözlemlenecektir. Ama bu büyük deponun da bir giriş ve çıkış vanaları olacaktır.
Temel olarak, yüksek kapasitenin daha yüksek akım verebileceği gözönüne alındığında epoxy konulduğu anda kapasite artacaksa yüklenmiş yükte değişiklik olmayacak, ancak VAR katsayısının artmasından dolayı daha fazla akım çekebilme kapasitesine ulaşmış olacağız.
Boşalma esnasında daha fazla akım vereceği için, önceki depodan daha kısa sürede boşalabileceğı gerçekliği doğmaktadır.

[z]

Bu durumda plakalar, birbirine yakin iken, voltajla yuklenirse daha sonra da plakalar birbirinden uzaklastirilirsa plakalar arasindaki voltaj artmaya baslar.