የትይዩ ፕሌት ካፓሲተር ፍቺ
ትይዩ ፕሌት ካፓሲተር ሁለት ትይዩ ሬክተር ሳህኖችን የያዘ ካፓሲተር ሲሆን እያንዳንዱ ፕሌት እኩል የመስቀለኛ ክፍል ስፋት (A) እና ሁለት ፕሌትስ በተወሰነ ርቀት (d) የተለዩ ሲሆን በግራ በኩል ባለው ምስል ላይ እንደሚታየው። አንደኛው ሬክተር ሳህኖች በአዎንታዊ ቻርጅ የተደረገበት (+Q) ሲሆን ሌላኛው ሬክተር ሳህኖች ደግሞ አሉታዊ ቻርጅ የተደረገበት (-Q) ሲሆን፣ መጠኑ የኤሌክትሪክ ክፍያ በእያንዳንዱ ሳህን ላይ እኩል ነው። ስለዚህ ክፍያው ወደ አየር ሞለኪውል እንዳይንቀሳቀስ፣ መያዣው ከአካባቢው ተለይቷል፣ እና በሁለቱ ሳህኖች መካከል፣ ቫክዩም አለ።
በሁለቱም የኮንዳክተር ሰሌዳዎች ውስጥ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ዓይነቶች ልዩነት በሁለቱ ሰሌዳዎች መካከል የኤሌክትሪክ መስክ እና የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት ይፈጥራል። በአዎንታዊ የተሞላው ሳህን ከፍተኛ የኤሌክትሪክ አቅም ያለው ሲሆን አሉታዊ በሆነ መልኩ የተሞላው ሳህን ደግሞ ዝቅተኛ የኤሌክትሪክ አቅም አለው። በኤሌክትሪክ አቅም ርዕስ ላይ እንደተገለጸው፣ በካፓንተሩ ሁለት ሰሌዳዎች መካከል የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት ካለ፣ በካፓንተሩ ውስጥ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል አለ። በካፓንተሩ ውስጥ የተከማቸው የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ብዙ አጠቃቀሞች አሉት።
የትይዩ ሳህን ካፓሲተር አቅም ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ምክንያቶች
መጀመሪያ ላይ መያዣው በኤሌክትሪክ የተሞላ ወይም በኤሌክትሪክ ገለልተኛ አይደለም። ለመሙላት መያዣውን መሙላት የሚከናወነው መያዣውን እንደ ባትሪ ካሉ የቮልቴጅ ምንጮች ጋር በማገናኘት ነው። አንደኛው መሪ ሰሌዳ ከባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ ጋር የተገናኘ ሲሆን ሌላኛው መሪ ሰሌዳ ደግሞ ከባትሪው አሉታዊ ምሰሶ ጋር የተገናኘ ነው።
ልክ እንደ ቻርጅ እርስ በርስ እንደሚጋጩ አስታውሱ፣ ነገር ግን ከቻርጅ በተለየ መልኩ እርስ በርስ እንደሚሳቡ። ኤሌክትሮኖች በአቶሙ ወለል ላይ በመሆናቸው በአሉታዊ ኃይል የተሞሉ እና ለመንቀሳቀስ ቀላል ናቸው፣ ፕሮቶኖች ደግሞ በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ በመሆናቸው በአዎንታዊ ኃይል የተሞሉ ናቸው እና መንቀሳቀስ አይችሉም። የኮንዳክተር ሰሌዳው ከኤሌክትሮኖች የበለጠ ፕሮቶኖች ካሉት፣ ሰሌዳው በአዎንታዊ ኃይል የተሞላ ነው፣ በተቃራኒው የኤሌክትሮኖች ብዛት ከፕሮቶኖች በላይ ከሆነ፣ ሰሌዳው አሉታዊ ኃይል የተሞላ ነው።
ካፓሲተሩ ከባትሪው ጋር ከተገናኘ በኋላ የባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ አዎንታዊ ኃይል ይሞላል። ስለዚህ ኤሌክትሮኖቹን ከኮንዳክተር ፕሌት ይጎትታል፣ የባትሪው አሉታዊ ምሰሶ ደግሞ አሉታዊ ኃይል ስለሚሞላ ኤሌክትሮኖቹን ወደ ኮንዳክተር ፕሌት ይመልሳል። በባትሪው እና በኮንዳክተር ፕሌት መካከል ያለው የኤሌክትሪክ መፈናቀል የኮንዳክተር ፕሌት ኤሌክትሮኖች በአዎንታዊ ኃይል እንዲሞሉ ያደርጋል፣ እና የኮንዳክተር ፕሌት ኤሌክትሮኖችን አሉታዊ ኃይል እንዲሞሉ ያደርጋል። የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ የሚቆመው በሁለቱ የኮንዳክተር ፕሌት መካከል ያለው የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት በሁለቱ የባትሪ ፖል መካከል ካለው የኤሌክትሪክ አቅም ልዩነት ጋር እኩል ነው።
የኤሌክትሪክ ክፍያን እና የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይልን ለማከማቸት የካፓሲተር ተግባር ። የካፓሲተሩ የኤሌክትሪክ ክፍያን እና የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይልን የማከማቸት አቅም መጠን ካፓሲታንስ ይባላል። ኤሌክትሪክ በበዛ ቁጥር የተከማቸው የኤሌክትሪክ እምቅ ኃይልም የካፒታኑን አቅም ይጨምራል። የትይዩ ሳህን ካፓሲታን አቅም ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩት ነገሮች ምንድን ናቸው?
የመቆጣጠሪያው ሳህን ወለል ስፋት
ትይዩ ፕሌት ካፓሲተር የኤሌክትሪክ ቻርጁን በኮንዲሽነር ፕሌት ላይ ያከማቻል። የፕላቱ ወለል ስፋት ትንሽ ከሆነ ትንሽ የኤሌክትሪክ ቻርጅ ይቀመጣል፣ አለበለዚያ የፕላቱ ወለል ስፋት ትልቅ ከሆነ ብዙ የኤሌክትሪክ ቻርጁ ይከማቻል። በኮንዲሽነር ፕሌት ላይ የተከማቹ የኤሌክትሪክ ቻርጅዎች በጨመረ ቁጥር ካፓሲተሩ የሚይዘው የኤሌክትሪክ ኃይሉ ይጨምራል። ስለዚህ የካፓሲተሩ የኤሌክትሪክ ኃይሉ በጨመረ ቁጥር የካፓሲተሩ አቅም ይጨምራል። በዚህ ግምገማ ላይ በመመስረት የካፓሲተሩ (C) አቅም ከኮንዲሽነር ፕሌት (A) ወለል ስፋት ጋር ተመጣጣኝ ነው ብሎ መደምደም ይቻላል።
በሁለቱ መሪ ሰሌዳዎች መካከል ያለው ርቀት
የኤሌክትሮኖች ዝውውር በሁለቱ የመሪ ሰሌዳዎች መካከል ያለው እምቅ ልዩነት በሁለቱ የባትሪ ምሰሶዎች መካከል ካለው እምቅ ልዩነት ጋር እኩል ከሆነ በኋላ ይቆማል። በሁለቱም የመሪ ሰሌዳዎች ላይ ያለውን የኤሌክትሪክ ክፍያ እንዴት ይጨምራሉ? አንዱ መንገድ በሁለቱ መሪ ሰሌዳዎች መካከል ያለውን ርቀት መቀነስ ነው (መ)። ሁለቱ መሪ ሰሌዳዎች ሲቀርቡ የኤሌክትሪክ ክፍያው መጠን ይቀራል ስለዚህም በኤሌክትሪክ ክፍያ የሚፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ ቋሚ ይሆናል። በእኩልታ V = E d ላይ በመመስረት፣ የኤሌክትሪክ መስክ (E) ቋሚ ሲሆን፣ በሁለቱ የመሪ ሰሌዳዎች መካከል ያለው ርቀት ከቀነሰ (መ) የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት (V) ይቀንሳል።
በሁለቱ የመቆጣጠሪያ ሰሌዳዎች መካከል ያለው እምቅ ልዩነት ይቀንሳል ስለዚህ በሁለቱ የባትሪ ምሰሶዎች መካከል ካለው እምቅ ልዩነት ያነሰ ይሆናል። ይህም የእያንዳንዱ የመቆጣጠሪያ ሰሌዳ የኤሌክትሪክ ኃይል እስኪጨምር ድረስ የኤሌክትሮኖች እንደገና እንዲፈናቀሉ ያደርጋል። የኤሌክትሮኖች ዝውውር በሁለቱ ሰሌዳዎች መካከል ያለው እምቅ ልዩነት በሁለቱ የባትሪ ምሰሶዎች መካከል ካለው እምቅ ልዩነት ጋር እኩል ከሆነ በኋላ ይቆማል።
በሁለቱ የኮንደርደር ሳህኖች መካከል ያለው ርቀት ሲቀንስ፣ በእያንዳንዱ ሳህን ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ ይጨምራል፣ ስለዚህም የካፓተሩ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ይጨምራል። የካፓተሩ የኤሌክትሪክ አቅም ኃይል ከጨመረ፣ የካፓተሩ አቅምም ይጨምራል። ርቀቱ ከቀነሰ፣ ቻርጁ ይጨምራል ስለዚህም ካፓሲታኑ ይጨምራል፣ ርቀቱ ሲጨምር፣ ቻርጁ ይቀንሳል ስለዚህም ካፓሲታኑ ይቀንሳል። የካፓሲታኑ (C) አቅም ከሁለቱ የኮንደርደር ሳህኖች (መ) ርቀት ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው ብሎ መደምደም ይቻላል።
የትይዩ ሳህን ካፓሲተር የካፒቴንስ አቅም እኩልታ
ቀደም ሲል፣ የትይዩ ፕሌት ካፓሲተሮችን አቅም የሚነኩ ነገሮች ተብራርተዋል። የካፓሲታንስ እሴት እኩልታውን በመጠቀም ስሌቶችን በመጠቀም በግልጽ ሊታወቅ ይችላል። የጋውስን ህግ በመጠቀም የኤሌክትሪክ መስክን ስለመወሰን በሚመለከት ርዕስ፣ በኤሌክትሪክ የተሞላው የኮንዳክተር ሳህን አቅራቢያ ያለውን የኤሌክትሪክ መስክ ለማስላት ቀመር E = σ / ε ነው።o, σ = Q / A የኤሌክትሪክ መስክ እኩልታ ወደ E = Q/A ይቀየራል: εo = ጥያቄ/መልስ x 1/εo = Q / A εoየኤሌክትሪክ እምቅ እኩልታ V = E d ሲሆን E = Q / A εo ስለዚህ እኩልታው ወደ V = Q d / A ε ይቀየራልoየ capacitance እኩልታ C = Q/V ሲሆን V = Q d / A εo ስለዚህ የካፓሲታንስ እኩልታ ወደ C = Q: Q d / A ε ይቀየራል።o = Q x A εo / Q d = A εo / መ.
በካፓሲታንስ C = A ε o / d እኩልታ ላይ በመመስረት፣ ካፓሲታንስ (C) ከገጽታ ስፋት (A) ጋር ተመጣጣኝ እና በሁለቱ መሪ ሰሌዳዎች መካከል ካለው ርቀት (d) ጋር በተገላቢጦሽ ተመጣጣኝ ነው ብሎ መደምደም ይቻላል።
E = የኤሌክትሪክ መስክ፣ σ = የኃይል መሙያ ጥግግት፣ ε o = የቫኩም ፈቃድ = 8.85 x 10 -12 F/m፣ Q = የኤሌክትሪክ ክፍያ፣ A = የመሪ ሰሌዳው የገጽታ ስፋት፣ V = የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት።
