Hình sin bóp tụ điện

Question

Giả sử không tải, việc thay đổi liên tục khoảng cách giữa các bản của tụ điện (theo kiểu hình sin cho đơn giản) ảnh hưởng như thế nào đến điện áp ra? Cảm ứng điện từ có phát huy tác dụng trong trường hợp này không?

Tôi hiểu rằng sẽ có sự thay đổi ngay lập tức trong điện áp đầu ra vì $$ V = Q/C = \frac{Q}{\varepsilon}\frac{d}{A} $$ và rõ ràng hằng số cho phép sẽ tự thay đổi theo hình sin.

Nhưng thực tế là có một điện trường thay đổi theo thời gian thì sao? Kết quả là chúng ta phải có một từ trường thay đổi theo thời gian vuông góc. Từ trường này có ảnh hưởng đến hiệu điện thế trên các bản không?

Nếu không, tôi tin rằng điều đó có nghĩa là năng lượng dành để thay đổi khoảng cách sẽ bị tiêu tán hoàn toàn bằng nhiệt.

(Để rõ ràng, đây không phải là một câu hỏi từ một bài tập hay tương tự.)

Answer 1

Một bản tụ điện thực tế có một phần trường của nó bị phình ra khỏi khoảng trống và phần đó trở nên đáng kể hơn khi khoảng cách của các bản tụ lớn dần. Phần phồng lên không đổi nếu khoảng cách của các tấm dao động. Điều đó tạo ra từ trường dao động như JC Maxwell đã viết trong lý thuyết tổng hợp nổi tiếng của ông về điện. Nó cũng có thể gây ra bức xạ đáng kể nếu khoảng trống đủ dài và tần số dao động của khe hở đủ cao. Mặt khác, một tụ điện tích điện nhưng không được kết nối (thậm chí không có dây dẫn) hoạt động giống như một lò xo căng, không tiêu tan gì khi người ta kéo các tấm ra xa nhau.

Nếu có dây thì hệ thống phức tạp. Các dây là một tải và có dòng điện xoay chiều giữa các tấm và dây. Điều đó gây ra tổn thất nếu có điện trở và tần số dao động cơ học cần thiết cho bức xạ đáng kể trở nên thấp hơn mặc dù thực tế không nhất thiết có thể thực hiện được.