Ma'anar capacitor na farantin layi ɗaya
Kapanda mai layi daya (parallel plate capacitor) wani kapanda ne da ya kunshi faranti biyu masu layi daya ko faranti mai jagora, kowanne faranti yana da yanki iri daya na giciye (A) da faranti biyu da aka raba ta wani nisa (d), kamar yadda yake a hoton da ke hagu. A cikin wannan labarin, a dauka an raba faranti masu jagora biyu ta hanyar injin tsotsa. A cikin hoton, daya daga cikin faranti masu jagora yana da caji mai kyau (+Q) yayin da daya farantin mai jagora yana da caji mara kyau (-Q), inda adadin wutar lantarki da ke kan kowanne faranti iri daya ne.
Bambancin cajin lantarki tsakanin faranti biyu masu gudanarwa yana haifar da filin lantarki da kuma bambanci mai yiwuwa a tsakaninsu. Faranti mai caji mai kyau yana da babban ƙarfin aiki, yayin da farantin da aka caji mai kyau yana da ƙarancin ƙarfin aiki. Kamar yadda aka bayyana a cikin labarin kan ƙarfin lantarki , idan akwai bambanci mai yuwuwa tsakanin faranti biyu masu caji, akwai makamashin wutar lantarki a cikin capacitor. Makamashin wutar lantarki da aka adana a cikin capacitor yana da amfani da yawa.
Abubuwan da ke shafar ƙarfin capacitor na farantin layi ɗaya
Da farko ana cire caja daga caja, ko kuma ba a amfani da wutar lantarki ba. Don yin caji, ana cajin su ta hanyar haɗa su da tushen wutar lantarki, kamar batir, ta amfani da kebul. Ana haɗa ɗaya daga cikin farantin conductor zuwa tashar da ke da kyau ta batirin, yayin da ɗayan farantin conductor ɗin an haɗa shi da tashar da ba ta da kyau.
Ka tuna cewa kamar yadda caji ke korarsa, yayin da ba kamar caji ke jawo hankali ba. Electrons suna da caji mara kyau kuma suna motsawa cikin sauƙi saboda suna kan saman atom, yayin da protons suna da caji mai kyau kuma ba za su iya motsawa ba saboda suna cikin tsakiya. Idan adadin protons akan farantin gudanarwa ya wuce adadin electrons, farantin yana da caji mai kyau. Akasin haka, idan adadin electrons ya wuce adadin protons, farantin yana da caji mara kyau.
Bayan an haɗa capacitor da batirin, sandar da ke da kyau a cikin batirin za ta yi caji mai kyau, wanda hakan zai jawo electrons daga farantin jagora, yayin da sandar da ke da kyau a cikin batirin za ta yi caji mara kyau, wanda hakan zai sa electrons su koma farantin jagora. Canja wurin electrons tsakanin batirin da farantin jagora zai sa farantin jagora wanda ke rasa electrons ya yi caji mai kyau, kuma farantin jagora wanda ke karɓar electrons ya yi caji mara kyau. Canja wurin electrons zai tsaya lokacin da bambancin ƙarfin lantarki tsakanin farantin jagora biyu ya yi daidai da bambancin ƙarfin lantarki tsakanin tashoshin batirin biyu.
Capacitors suna adana cajin lantarki da makamashi mai yuwuwa . Ana kiran ma'aunin ikon capacitor na adana cajin lantarki da makamashi mai yuwuwa. Girman cajin lantarki da aka adana, girman kuzari mai yuwuwa, da kuma girman capacitance. Waɗanne abubuwa ne ke shafar ƙarfin capacitor mai layi ɗaya?
– Yankin saman farantin jagora
Masu haɗa farantin layi ɗaya suna adana cajin lantarki a kan faranti masu haɗa kansu. Ƙaramin yanki na saman faranti yana nufin ƙaramin caji ne aka adana; babban yanki na saman faranti yana nufin an adana babban caji. Yawan caji da aka adana a kan faranti masu haɗa kansu, yawan kuzarin wutar lantarki na capacitor. Saboda haka, girman kuzarin wutar lantarki na capacitor, girman capacitance ɗinsa. Dangane da wannan bita, za a iya kammala da cewa capacitance na capacitor (C) ya yi daidai da yankin saman faranti masu haɗa kansu (A).
- Nisa tsakanin faranti biyu na jagora
Motsin lantarki yana tsayawa bayan bambancin da ke tsakanin faranti biyu na jagora ya yi daidai da bambancin da ke tsakanin sandunan biyu na baturin. Ta yaya cajin lantarki a kan faranti biyu na jagora zai iya ƙaruwa? Hanya ɗaya ita ce rage nisan da ke tsakanin masu jagoranci biyu (rage d). Lokacin da aka haɗa masu jagoranci biyu kusa, adadin cajin lantarki ya kasance daidai don haka filin lantarki da cajin lantarki ya samar yana da ƙimar da ta dace. Dangane da lissafin V = E d, lokacin da filin lantarki (E) yake daidai, bambancin ƙarfin lantarki (V) yana raguwa idan an rage nisan da ke tsakanin faranti biyu na jagora (d).
Bambancin da ke tsakanin faranti biyu masu gudanarwa yana raguwa har sai ya zama ƙasa da bambancin da ke tsakanin tashohin batirin guda biyu. Wannan yana sa electrons su sake motsawa har sai cajin wutar lantarki akan kowace faranti mai gudanarwa ya ƙaru. Motsin electron yana tsayawa da zarar bambancin da ke tsakanin faranti biyu ya yi daidai da bambancin da ke tsakanin tashohin batirin guda biyu.
Idan aka rage nisan da ke tsakanin faranti biyu na jagora, cajin wutar lantarki a kan kowanne faranti yana ƙaruwa don haka makamashin wutar lantarki a cikin capacitor shima yana ƙaruwa. Idan makamashin wutar lantarki a cikin capacitor ya ƙaru, ƙarfin capacitor ɗin ma yana ƙaruwa. Idan an rage nisan, cajin yana ƙaruwa don haka ƙarfin yana ƙaruwa, idan an ƙara nisan, cajin yana raguwa don haka ƙarfin yana raguwa. Za a iya kammalawa cewa ƙarfin capacitor (C) yana daidai da nisan da ke tsakanin faranti biyu na jagora (d).
Daidaiton Capacitance don capacitor na farantin layi ɗaya
A baya, an yi bayani game da abubuwan da ke shafar ƙimar ƙarfin capacitor na farantin layi ɗaya. Ana iya sanin ƙimar capacitance a sarari ta hanyar lissafi ta amfani da lissafi. A cikin labarin game da tantance filin lantarki ta amfani da dokar Gauss, an tattauna dabarar lissafin filin lantarki kusa da farantin mai sarrafa wutar lantarki shine E = σ/ε o , inda σ = Q/A ta yadda lissafin filin lantarki zai canza zuwa E = Q/A: ε o = Q/A x 1/ε o = Q/Aε o . Lissafin ƙarfin lantarki shine V = E d, inda E = Q/Aε o don haka lissafin ya canza zuwa V = Qd/Aε o . Lissafin capacitance shine C = Q/V, inda V = Qd/Aε o don haka lissafin capacitance ya canza zuwa C = Q: Qd/Aε o = Q x Aε o /Qd = Aε o /d.
Dangane da lissafin capacitance C = A ε o / d, za a iya kammala da cewa capacitance (C) yana daidai da yankin saman (A) kuma yana daidai da nisan (d) tsakanin faranti biyu na jagora.
Bayanin dabara: E = filin lantarki, σ = yawan caji, ε o = izinin sarari mara komai = 8,85 x 10 -12 F/m, Q = cajin lantarki, A = yankin saman farantin jagora, V = bambancin yuwuwar lantarki.
