የካፓሲተር አቅም

አቅምን መረዳት

አንድ ትንሽ ብርጭቆ ትንሽ የመጠጥ ውሃ ሊይዝ ይችላል፣ አንድ ትልቅ ብርጭቆ ደግሞ የበለጠ ሊይዝ ይችላል። ብርጭቆው በሰፋ ቁጥር ውሃው የበለጠ ሊይዝ ይችላል። ስለዚህ እያንዳንዱ ብርጭቆ ውሃ የመያዝ አቅም ወይም መለኪያ አለው። ልክ እንደ ብርጭቆዎች፣ መያዣዎች የኤሌክትሪክ ኃይል እና የኤሌክትሪክ ኃይል የማከማቸት አቅም አላቸው። የካፓሲተር አቅም ወይም የካፓሲተር የኤሌክትሪክ ኃይል እና የኤሌክትሪክ ኃይል የማከማቸት ችሎታ መለኪያ ይባላል። አቅም.

አቅምን የሚነኩ ምክንያቶች

የመስታወት ውሃ የመያዝ አቅም መጠን የሚወሰነው በመጠን ነው። ስለ ካፓሲተሮችስ? የካፓሲተሩ የኤሌክትሪክ ኃይል የማከማቸት አቅም መጠን የሚወስነው ምንድን ነው?

ከታች ያለው ምስል በተወሰነ ርቀት የተለዩ ሁለት የሚመሩ ሳህኖችን የያዘ ቀላል ካፓሲተር ያሳያል። እንደ ባትሪ ካሉ የቮልቴጅ ምንጮች ጋር ከመገናኘቱ በፊት ሁለቱም ሳህኖች ከቻርጅ ይላቀቃሉ። ከዚያም አንደኛው ሳህን ከባትሪው ፖዘቲቭ ተርሚናል ጋር ሌላኛው ደግሞ ሽቦዎችን በመጠቀም ከአሉታዊ ተርሚናል ጋር ይገናኛል።

ከባትሪው ፖዘቲቭ ተርሚናል ጋር ከተገናኙ በኋላ፣ በባትሪው ውስጥ ያለው ፖዘቲቭ ቻርጅ በፕላቱ ላይ ያሉትን አሉታዊ ቻርጅ ኤሌክትሮኖችን ይስባል፣ ይህም ወደ ባትሪው ፖዘቲቭ ተርሚናል እንዲዛወሩ ያደርጋል። ይህም ሳህኑ የኤሌክትሮኖች እጥረት (አሉታዊ ቻርጅ) እና ከመጠን በላይ ፕሮቶን (ፖዘቲቭ ቻርጅ) እንዲኖረው ያደርጋል፣ ይህም ፖዘቲቭ ቻርጅ ያስከትላል።

በተመሳሳይ፣ ሳህኑን ከባትሪው አሉታዊ ተርሚናል ጋር ካገናኙ በኋላ፣ በሳህኑ ላይ ያለው አወንታዊ ቻርጅ በባትሪው አሉታዊ ተርሚናል ላይ ያሉትን አሉታዊ ቻርጅ ኤሌክትሮኖችን ይስባል፣ ይህም ኤሌክትሮኖቹ ወደ ሳህኑ እንዲንቀሳቀሱ ያደርጋል። ይህም ሳህኑ ከመጠን በላይ ኤሌክትሮኖች እንዲኖሩት ስለሚያደርግ አሉታዊ ቻርጅ ያደርገዋል።

በሁለቱ ሳህኖች መካከል ያለው ሊኖር የሚችለው ልዩነት በባትሪው ሁለት ምሰሶዎች መካከል ካለው እምቅ ልዩነት ጋር እኩል ከሆነ በኋላ በፕላቶቹ እና በባትሪው መካከል የኤሌክትሮን ዝውውር ሂደት ይቆማል።

በሁለቱም የመሪ ሰሌዳዎች ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ እንዴት ሊጨምር ይችላል? በሌላ አነጋገር፣ የኤሌክትሮን ዝውውር እንደገና እንዲከሰት ምን መደረግ አለበት? የኤሌክትሮን ዝውውር የሚከሰተው በባትሪው ሁለት ምሰሶዎች መካከል ያለው የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት በሁለቱ የመሪ ሰሌዳዎች መካከል ካለው የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት ሲበልጥ ብቻ ነው። የኤሌክትሮን ዝውውር እንደገና እንዲከሰት በእያንዳንዱ የመሪ ሰሌዳ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ እንዲጨምር፣ ጥቅም ላይ የዋለው ባትሪ በሌላ ባትሪ ወይም በሌላ የቮልቴጅ ምንጭ ይተካል። የቮልቴጅ ምንጭ እምቅ ልዩነት ከካፓተሩ እምቅ ልዩነት ጋር እኩል ሲሆን የኤሌክትሮን ዝውውር ይቆማል፣ ስለዚህ የቮልቴጅ ምንጭ እምቅ ልዩነት የበለጠ ከሆነ የካፒቴኑ እምቅ ልዩነትም የበለጠ ይሆናል።

ከላይ በተጠቀሰው ግምገማ ላይ በመመስረት፣ በእያንዳንዱ የኮንደርደር ሳህን ላይ የተከማቸ የኤሌክትሪክ ክፍያ በጨመረ ቁጥር በሁለቱ የኮንደርደር ሰሌዳዎች መካከል ያለው የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት ይጨምራል ብሎ መደምደም ይቻላል። ስለዚህ፣ የኤሌክትሪክ ክፍያ (Q) ከኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት (V) ጋር ተመጣጣኝ ነው። በኤሌክትሪክ ክፍያ እና በኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት መካከል ያለው ግንኙነት በሚከተለው ተመጣጣኝነት ይገለጻል፡
ኪው α ቪ
ከላይ የተጠቀሰው ተመጣጣኝነት የተመጣጣኝነት ቋሚ ቁጥር ሲ በመጨመር ወደ እኩልታ ይቀየራል፡
Q = CV ወይም C = Q / V
መግለጫ፡ Q = የኤሌክትሪክ ቻርጅ (ኩሎምብ)፣ V = የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት ወይም የኤሌክትሪክ ቮልቴጅ (ቮልት)፣ C = የተመጣጣኝነት ቋሚ፣ ይህም የካፓሲተሩ አቅም ይባላል።

የካፓሲታንስ ዋጋ በኤሌክትሪክ ክፍያ እና ቮልቴጅ ላይ የተመሰረተ ሳይሆን በኮንዳክተር ፕሌት ቅርፅ እና መጠን ላይ የተመሰረተ ነው። የካፓሲታንስ በኮንዳክተር ፕሌት ቅርፅ እና መጠን ላይ የተመሰረተ መሆኑን የሚያሳይ የሂሳብ ማረጋገጫ በኮንዳክተር ፕሌት ቅርፅ ላይ በመመስረት ስለ ካፓሲተሮች አይነቶች በሚለው ጽሑፍ ውስጥ ተብራርቷል፣ ማለትም ትይዩ ሳህን ካታተሬተር, ሲሊንደሪክ ካፓሲተር አቢዳን ሉላዊ ካፓሲተርበዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ በሁለቱ የኮንዳክተር ክፍሎች መካከል ቫክዩም እንዳለ ይገመታል።

የካፓሲተሩ አቅም በሁለቱ አስተላላፊ ሳህኖች መካከል ባለው ቁሳቁስ ባህሪያት ላይም ይወሰናል። በሁለቱ አስተላላፊ ሳህኖች መካከል ያለው ቁሳቁስ ይባላል። ዳይኤሌክትሪክዳይኤሌክትሪክ ያለው የካፓሲተር አቅም በጽሑፉ ውስጥ በጥልቀት ተብራርቷል ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ.

የካፒቴንስ አሃድ

የኤሌክትሪክ ቻርጅ አሃድ ኩሎምብ ሲሆን የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት አሃድ ቮልት ነው፣ ስለዚህ ከላይ ባለው የካፓሲታንስ እኩልታ ላይ በመመስረት የካፓሲታንስ አሃድ ኩሎምብ በቮልት (C/V) ሲሆን ፋራድ (F) ተብሎም ይጠራል፣ ይህም ከብሪታንያዊው ሳይንቲስት ሚካኤል ፋራዴይ (1791-1867) ስም የመጣ ነው። ስለዚህ 1 ፋራድ = 1 ኩሎምብ/ቮልት።

ለምሳሌ፣ አንድ ካፓሲተር 2 ፋራድስ እሴት አለው፣ ይህም ማለት ካፓሲተሩ በአንዱ የኮንደርደር ሳህኖች ላይ +2 ኩሎምስ የኤሌክትሪክ ቻርጅ እና በሌላኛው የኮንደርደር ሳህኖች ላይ -2 ኩሎምስ የኤሌክትሪክ ቻርጅ ያከማቻል፣ ሁለቱ የኮንደርደር ሳህኖች 1 ቮልት ሊሆን የሚችል ልዩነት አላቸው። አንድ 12 ቮልት ባትሪ ከካፓሲተሩ ጋር የተገናኘ ከሆነ፣ ከኮንደርደር ሳህኖቹ አንዱ Q = CV = (2)(12 ቮልት) = +24 ኩሎምስ የኤሌክትሪክ ቻርጅ ይኖረዋል፣ ሌላኛው የኮንደርተር ሳህኖች ደግሞ -24 ኩሎምስ ቻርጅ ይኖረዋል።

ፋራድ በጣም ትልቅ የሆነ የካፓሲታንስ አሃድ መሆኑን ልብ ሊባል ይገባል፣ ስለዚህ ብዙውን ጊዜ አነስተኛ አሃድ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ማለትም ማይክሮፋራድ፣ μF ተብሎ በምህጻረ ቃል (10)^-6 ፋራድ) ወደ ፒኮፋራድ አህጽሮተ ቃል pF (10)^-12 ፋራድ)። ፋራድ በጣም ትልቅ አሃድ መሆኑን የሚያሳዩ የሂሳብ ስሌቶች በ ውስጥ ተብራርተዋል የትይዩ ሳህን የካፒታተር ጥያቄዎች ምሳሌ.