Что произойдет с зарядом конденсатора, если пластины раздвинуть дальше друг от друга?

В моем учебнике по физике есть пример использования конденсаторных переключателей в компьютерной клавиатуре:

Нажатие клавиши сближает две пластины конденсатора, увеличивая их емкость. Конденсатор большего размера может удерживать больше заряда, поэтому мгновенный ток переносит заряд от батареи (или источника питания) к конденсатору. Этот ток воспринимается, а затем записывается нажатие клавиши.

В этом есть смысл, и это довольно аккуратно. Что мне любопытно, так это то, что происходит с этой дополнительной платой потом. Есть ли какой-то механизм сброса? Я полагаю, что также необходимо было бы различать одиночные нажатия клавиш и непрерывное нажатие (регистрировать ток удара, затем регистрировать разряд). Что было бы с конденсатором, если бы такого механизма разрядки не было, а его емкость внезапно уменьшилась?

Если емкость уменьшить, а заряд останется прежним, то, согласно Вопрос "=" С Δ В С , разность потенциалов на обкладках конденсатора должна увеличиться и превысить разность потенциалов источника питания, изменив направление тока. Это то, что происходит, и нажатия клавиш регистрируются, чувствуя не только наличие тока, но и его направление?

Ответы (2)

Емкость пропорциональна А г отношение площади пластины к расстоянию. Когда г уменьшается, емкость увеличивается, а напряжение падает. Если конденсатор подключен к фиксированному напряжению, он будет потреблять ток для восстановления напряжения. Потом, когда г снова увеличивается, он подает этот ток обратно в источник питания, снова поддерживая постоянное напряжение.

Итак, предположим, что работа, выполненная при раздвигании пластин, равна W, тогда накопленная энергия в ячейке увеличивается на W? (Я имею в виду, что конденсатор изначально был подключен к ячейке в замкнутой цепи, которая поддерживала постоянную разность потенциалов)
Так как цепь имеет постоянную разность потенциалов, а раздвигание пластин конденсатора уменьшает емкость, энергия, хранящаяся в конденсаторе, также уменьшается. Энергия, потерянная конденсатором, отдается аккумулятору (фактически идет на перезарядку аккумулятора). Точно так же работа, выполняемая при разъединении пластин, также дается батарее. Таким образом, если работа, выполненная внешним агентом при разъединении пластин, равна W, то накопленная энергия в ячейке увеличивается как на W, так и на величину, равную потере энергии конденсатора.

Если конденсатор включен последовательно с батареей, то разность потенциалов между обкладками постоянна и равна напряжению батареи. Следовательно, если изменяется емкость, то должен измениться и заряд на обкладках конденсатора, чтобы поддерживать постоянную разность потенциалов между обкладками.

Во время зарядки поток тока таков, что заряды снимаются с одной пластины, например с пластины. А , так что он получает чистый положительный заряд, а заряды откладываются на другой пластине, скажем, на пластине Б , так что он получает чистый отрицательный заряд. Заряд течет по цепи от А к Б .

При разрядке происходит то же самое, только наоборот.

Однако если конденсатор отключить от цепи, скажем, после зарядки до определенной разности потенциалов, то заряд на обкладках останется постоянным, а изменение емкости (например, перемещение обкладок вместе) приведет к изменению потенциала. разница именно как вы указываете.

Относительно последнего абзаца: таким образом, изменение емкости в отключенном конденсаторе не приведет к каким-либо умеренным катастрофическим событиям, таким как сильный разряд, если только это изменение не будет настолько глубоким, что вызовет пробой диэлектрика?
Кроме того, что не так со словом «электрод»? Серьезно.
@theUg Да, я согласен с вашей характеристикой отключенного конденсатора. Что касается терминологии, не стесняйтесь изменить ее обратно, но я просто подумал, что «тарелка» будет менее запутанной для тех, кто читает вопрос в ленте: en.wikipedia.org/wiki/Electrode .
@joshphysics Итак, предположим, что работа, проделанная при разделении пластин, равна W, тогда накопленная энергия в ячейке увеличивается на W? (Я имею в виду, что конденсатор изначально был подключен к ячейке в замкнутой цепи, которая поддерживала постоянную разность потенциалов)
Что произойдет с зарядом конденсатора, если пластины раздвинуть дальше друг от друга?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v