Kondensatori

Kondensatori ose kapacitori është një element që përbëhet prej dy pllakave përçuese të veçuara me një jopërçues që quhet dielektrik. Nëse këto pllaka përçuese kanë potenciale të ndryshme, në mes tyre do të grumbullohet një sasi elektriciteti. Numri i elektroneve, ose sasia e elektricitetit që mund të mbajë kondensatori nën një tension elektrik në mes pllakave, quhet kapaciteti i kondensatori. Kondensatorët kryesisht punohen në formë të cilindrit, ku dy pllakat përçuese në formë të folies mbështillen së bashku me një shtresë dielektriku në mes. Ekzistojnë tri grupe kondensatorësh: kondensatorët qeramikë, me kapacitet 1 pF deri 1µF, kondensatorë elektronik me kapacitete më shumë se 1µF deri disa µF, dhe kondensatorët tataliumë që kanë kapacitete mesatarisht të mëdha deri në disa qindra µF. Kondesatorët njehësohen me farad mirëpo pasi faradi është njësi tepër e madhe përdoren pikofaradi, milifaradi, nanofaradi etj.

Histori

Përshkrimi i kondesatorit të parë të von Kleistit.

Në tetor të 1745, Ewald Georg von Kleist në Gjermani zbuloi kondesatorin e parë: mori një kavanoz i qelqit me ujë brenda ndësa një pjatë ishte vendosur në pjatën tjetër. Një përçes në gojë të shishes pranonte ngarkesa nga makina elektrike, dhe e realizoi si një shkëndijë.

Në të njëjtin vit, fizikani holandez Pieter van Musschenbroek pavarësisht zbuloi një kondensator të njëjtë. Ai e emëroi zbulimin e tij e quajti kavanozi i Leydenit, pasi që universiteti ku studionte Musschenbroek quhej Universiteti i Leyden-it. Daniel Gralath ishte i pari që i kombinoj disa kavanoza paraleleisht në një "bateri" që të ngre ruajtjen e ngarkesës së kapcitetit.

Benjamin Franklin hulumtoj kavanozin e Leyden-it, dhe dëshmoi se ngarkesa ishte vendosur në qelq, e jo në ujë siç të tjerët pandehnin. Elementi i parë i kapacitetit ishte "kavanozi", ekuvalent me afër 1 nanofarad.

Emri i hershëm i "kapacitorëve" ishte njohur si kondesator, term që përoret në shumë gjuhë (edhe në shqip). Ky emër ishte vënë nga Alessandro Volta më 1782 (zbuluar nga gjuha italiane condesatore), me referncën se ai kondesaon, akumulon, mbledh energjinë elektrike.

Kondensatorët elektrikë

Diagrami i plakave paralele të kondensatorit

Kondensatorët elektrikë janë vegla të cilat shërbejnë për grumbullimin e sasisë së vogël të elektricitetit. Në njëfarë mënyre këta janë të ngjashëm me bateritë që mbushen. Kondensatorët mund të pranojnë ngarkesa elektrike, t’i deponojnë ato dhe pastaj sipas nevojës t’i kthejnë prapa. Çdo kondensator përbëhet nga dy pllaka të ngarkuara me lloje të kundërta të elektricitetit dhe të ndara ndërmjet vete me një izolator. Zakonisht si izolator ndërmjet pllakave mund të jenë: qelqi, ajri, letra, parafina, ebaniti etj. Kondensatori me pllaka përbëhet nga pllaka pozitive e lidhur për polin pozitiv dhe pllaka negative e lidhur me polin negativ afër tjetrës. Afërsia e pllakave të kondensatorit bën që nëpërmjet influencës të ndikohet në rënien e tensionit, gjë që shton aftësinë e kondensatorit për të pranuar sasi më të madhe të ngarkesës elektrike për të arritur tensionin fillestar. Me matje të shumta është konstatuar se sa më madhe të jetë sipërfaqja e pllakave, aq më shumë ngarkesë elektrike mund të sjellim në pllaka, pra për aq është kapaciteti i kondensatorit më i madh. Kapaciteti i kondensatorit varet edhe nga vetitë e izolatorit ndërmjet pllakave. Kapacitetin më të vogël e kanë kondensatorët kur ndërmjet pllakave gjendet vakuumi (boshllëku) ose ajri. Mirëpo, kur ndërmjet pllakave gjendet ndonjë dielektrik tjetër me konstantë të ndryshme dielektrike, atëherë kapaciteti i kondensatorit zmadhohet për 2, 5 herë, etj. Kapaciteti i kondensatorit varet edhe nga largësia ndërmjet pllakave. Sa më e vogël të jetë largësia ndërmjet pllakave të kondensatorit, për aq kapaciteti i tij është më i madh.

Kapaciteti i kondensatorit me pllaka është në përpjesëtim të drejtë me konstantën dielektrike, madhësinë e sipërfaqes së pllakave, dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me largësinë ndërmjet tyre. lidhja ndërmjet këtyre madhësive mund të shprehet me këtë formulë:

C={\frac {\varepsilon {}A}{d}}

Ku:

ε – është konstantja dielektrike e materialit,

A – është sipërfaqja e pllakës së kondensatorit, ndërsa

d – është distanca ndërmjet pllakave të tij.

Ekzistojnë disa llojet të kondensatorëve elektrikë, më së shumti gjen zbatim i ashtuquajturi bllok kondensatori. Ky kondensator përbëhet nga dy fletëza të staniolit ose aluminit, në mes të cilave si izolator gjendet letra e parafinës. Për të zvogëluar përmasat e tyre, kondensatorët mbështillen në formë të cilindrit. Këta kondensatorë shfrytëzohen për veglëri, ku aparatet elektrike duhet të ruhen nga veprimi i dëmshëm i shkëndijës elektrike: te zilja elektrike, në shpërndarësit te vetura. Përdorim të madh kanë edhe kondensatorët me kapacitet të ndryshuar. Ky kondensator përbëhet nga dy grupe pllakash paralele nga alumini. Njëri grup i tyre është i palëvizshëm, ndërsa grupi tjetër lëviz dhe e ndryshon sipërfaqen. Me ndryshimin e sipërfaqes ndryshon edhe kapaciteti i kondensatorit. Lloji i tillë i kondensatorit gjen zbatim si potenciometër te radioaparati dhe në shumë aparate të tjera elektronike.

Lidhja e kondensatorëve

Kondensatorët lidhen në dy mënyra serike dhe paralele.

Te lidhja serike e kondensatorëve pllaka e elektrizuar me elektricitet negativ lidhet me pllakën e elektrizuar me elektricitet pozitiv dhe kështu në seri kondensatorët lidhen njëri pas tjetrit. Sasia e ngarkesës elektrike që kalon nëpër këta kondensatorë është e nyejt, ndërsa tensioni në skajet e baterisë së kondensatorëve është e barabartë me shumën e tensioneve në çdonjërin nga kondensatorët.

A diagram of several capacitors, connected end to end, with the same amount of current going through each

{\frac {1}{C_{eq}}}={\frac {1}{C_{1}}}+{\frac {1}{C_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{C_{n}}}

{\frac {1}{C}}={\frac {1}{C_{1}}}+{\frac {1}{C_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{C_{N}}}=\sum _{i=1}^{N}{\frac {1}{C_{i}}}.

Te lidhja serike e kondensatorëve kapaciteti ekuivalent është më i vogël se kapaciteti i çdonjërit nga kondensatorët në veçanti.

Te lidhja paralele e kondensatorëve tensioni ndërmjet pikave A dhe B është i nyejt nëpër të gjithë kondensatorët, ndërsa sasia e ngarkesës elektrike Q1, Q2 dhe Q3 ndryshon (sepse ndryshon edhe vlerat e kapacitetit C1, C2 dhe C3).