Ma'anar capacitor ɗin farantin layi ɗaya
Kafafen da ke da alaƙa da farantin layi ɗaya (parallel plate capacitor) wani kafafen da ke da layuka biyu masu layi ɗaya, kowanne farantin yana da yankin giciye-sashe daidai (A) da kuma faranti biyu da aka raba ta da wani tazara (d), kamar yadda aka nuna a hoton hagu. Ɗaya daga cikin faranti masu jagora yana da caji mai kyau (+Q) yayin da ɗayan farantin masu jagora yana da caji mara kyau (-Q), inda adadin cajin lantarki a kan kowanne faranti daidai yake. Domin kada cajin ya motsa zuwa ga kwayar iska, ana ware capacitor daga muhalli, kuma tsakanin faranti biyu, akwai injin tsotsewa.
Bambancin nau'ikan cajin lantarki a cikin faranti biyu na jagora yana haifar da filin lantarki da bambancin ƙarfin lantarki tsakanin faranti biyu. Faranti mai caji mai kyau yana da ƙarfin lantarki mafi girma, yayin da farantin da aka caji mai kyau yana da ƙarancin ƙarfin lantarki. Kamar yadda aka bayyana a cikin batun ƙarfin lantarki, idan akwai bambancin ƙarfin lantarki tsakanin faranti biyu na capacitor, akwai makamashin ƙarfin lantarki a cikin capacitor. Makamashin ƙarfin lantarki da aka adana a cikin capacitors yana da amfani da yawa.
Abubuwan da ke shafar ƙarfin capacitor ɗin farantin layi ɗaya
Da farko capacitor ba a caji shi ta hanyar lantarki ko kuma ba ya da tsaka-tsaki a wutar lantarki. Don a yi masa caji, ana yin caji ta hanyar haɗa capacitor da tushen wutar lantarki kamar batir ta amfani da kebul. Ɗaya daga cikin faranti na conductor an haɗa shi da sandar baturi mai kyau, yayin da ɗayan farantin conductor an haɗa shi da sandar baturi mara kyau.
Ka tuna cewa irin waɗannan caji suna korar juna, yayin da ba kamar caji ba, suna jan hankalin juna. Elektrons suna da caji mara kyau kuma suna da sauƙin motsawa saboda suna kan saman atom, yayin da protons suna da caji mai kyau kuma ba za su iya motsawa ba saboda suna a tsakiyan atom. Idan farantin jagora yana da protons fiye da electrons, farantin yana da caji mai kyau, akasin haka, idan adadin electrons ya fi 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. Ta haka za ta jawo electrons daga farantin jagora, yayin da sandar da ba ta da kyau a cikin batirin za ta yi caji mai kyau don ta ƙi electrons ɗin zuwa farantin jagora. Matsar lantarki tsakanin batirin da farantin jagora zai sa farantin jagora ya rasa electrons ɗin don a yi caji mai kyau, kuma farantin jagora zai karɓi electrons ɗin don a yi caji mai kyau. Motsin electrons zai tsaya bayan bambancin ƙarfin lantarki tsakanin farantin jagora biyu daidai yake da bambancin ƙarfin lantarki tsakanin sandunan baturi biyu.
Aikin capacitor don adana cajin lantarki da makamashin wutar lantarki . Girman ikon capacitor na adana cajin lantarki da makamashin wutar lantarki ana kiransa capacitance. Da yawan adana wutar lantarki, makamashin wutar lantarki da aka adana shi ma ya fi girma, haka nan girman capacitor ɗin ya fi girma. Waɗanne abubuwa ne ke tasiri ga capacitance na capacitor ɗin layi ɗaya?
Yankin saman farantin jagora
Mai haɗa farantin layi ɗaya yana adana cajin lantarki a kan farantin jagora. Idan yankin saman farantin ƙarami ne to ana adana ƙaramin cajin lantarki, in ba haka ba idan yankin saman farantin ya yi girma to ana adana yawancin cajin lantarki. Yawan cajin lantarki da aka adana a kan farantin jagora, yawan kuzarin ƙarfin lantarki da mai haɗa akwatin yake da shi. Don haka, girman kuzarin ƙarfin lantarki na mai haɗa akwatin, girman ƙarfin mai haɗa akwatin. Dangane da wannan bita, za a iya kammala da cewa ƙarfin mai haɗa akwatin (C) ya yi daidai da yankin saman farantin mai haɗa akwatin jagora (A).
Nisa tsakanin faranti biyu na jagora
Canja wurin electrons yana tsayawa bayan bambancin da ke tsakanin faranti biyu na jagora daidai yake da bambancin da ke tsakanin sandunan baturi biyu. Ta yaya ake ƙara cajin lantarki a kan faranti biyu na jagora? Hanya ɗaya ita ce rage nisan da ke tsakanin masu jagoranci biyu (a rage d). Lokacin da aka kusantar da masu jagoranci biyu, adadin cajin lantarki ya rage ta yadda filin lantarki da cajin lantarki ya samar zai daidaita. Dangane da lissafin V = E d, lokacin da filin lantarki (E) yake dawwama, bambancin ƙarfin lantarki (V) yana raguwa idan nisan da ke tsakanin faranti biyu na jagora ya ragu (d).
Bambancin da ke tsakanin faranti biyu na jagora ya ragu ta yadda ya fi ƙanƙanta fiye da bambancin da ke tsakanin sandunan batirin guda biyu. Wannan yana haifar da sake matsar da electrons har sai ƙarfin wutar lantarki na kowanne farantin jagora ya ƙaru. Canja wurin electrons yana tsayawa bayan bambancin da ke tsakanin faranti biyu ya yi daidai da bambancin da ke tsakanin sandunan 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 ƙarfin wutar lantarki na capacitor shima yana ƙaruwa. Idan ƙarfin wutar lantarki na 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 kammala da cewa ƙarfin capacitor (C) yana da daidaiton juzu'i da nisan da ke tsakanin faranti biyu na jagora (d).
Daidaiton ƙarfin capacitor na farantin layi ɗaya
A baya, an yi bayanin abubuwan da ke shafar ƙarfin capacitors na farantin layi ɗaya. Ana iya sanin ƙimar capacitance a sarari ta hanyar lissafi ta amfani da lissafi. A cikin wani batu game da ƙayyade filin lantarki ta amfani da dokar Gauss, dabarar lissafin filin lantarki kusa da farantin jagora mai caji na lantarki ita ce E = σ / εo, inda σ = Q / A ta yadda lissafin filin lantarki zai canza zuwa E = Q/A: εo = Q/A x 1/εo = Q / A εoDaidaiton ƙarfin wutar lantarki shine V = E d, inda E = Q / A εo don haka lissafin ya canza zuwa V = Q d / A εoDaidaiton capacitance shine C = Q/V, inda V = Q d / A εo don haka lissafin capacitance ya canza zuwa C = Q: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / d.
Dangane da lissafin ƙarfin C = A ε o / d, za a iya kammala da cewa ƙarfin (C) yana daidai da yankin saman (A) kuma yana daidai da nisan (d) tsakanin faranti biyu na jagora.
E = filin lantarki, σ = yawan caji, ε o = izinin injin = 8.85 x 10 -12 F/m, Q = cajin lantarki, A = yankin saman farantin jagora, V = bambancin yuwuwar lantarki.
