ឧបករណ៍ផ្ទុកអគ្គិសនីបន្ទះប៉ារ៉ាឡែល

និយមន័យនៃ capacitor បន្ទះប៉ារ៉ាឡែល

កាប៉ារ៉ាឡែលបន្ទះប៉ារ៉ាឡែល គឺជាកាប៉ារ៉ាឡែលដែលមានបន្ទះប៉ារ៉ាឡែល ឬបន្ទះខ្សែចម្លងពីរ ដែលបន្ទះនីមួយៗមានផ្ទៃកាត់ដូចគ្នា (A) ហើយបន្ទះទាំងពីរត្រូវបានបំបែកដោយចម្ងាយជាក់លាក់មួយ (d) ដូចនៅក្នុងរូបភាពនៅខាងឆ្វេង។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ សូមសន្មតថាបន្ទះខ្សែចម្លងទាំងពីរត្រូវបានបំបែកដោយកន្លែងទំនេរ។ នៅក្នុងរូបភាព បន្ទះខ្សែចម្លងមួយមានបន្ទុកវិជ្ជមាន (+Q) ខណៈពេលដែលបន្ទះខ្សែចម្លងមួយទៀតមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន (-Q) ដែលបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបន្ទះនីមួយៗគឺដូចគ្នា។

ភាពខុសគ្នានៃបន្ទុកអគ្គិសនីរវាងបន្ទះដែលដឹកនាំទាំងពីរបង្កើតជា ដែនអគ្គិសនី និងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងពួកវា។ បន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានមានសក្តានុពលខ្ពស់ជាង ខណៈដែលបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានមានសក្តានុពលទាបជាង។ ដូចដែលបានពន្យល់នៅក្នុងអត្ថបទស្តីពី សក្តានុពលអគ្គិសនី ប្រសិនបើមានភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងបន្ទះកាប៉ាស៊ីទ័រទាំងពីរ នោះនឹងមានថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅក្នុងកាប៉ាស៊ីទ័រ។ ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីដែលរក្សាទុកក្នុងកាប៉ាស៊ីទ័រមានការប្រើប្រាស់ច្រើន។

កត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពរបស់ capacitor បន្ទះប៉ារ៉ាឡែល

កាប៉ាស៊ីទ័រដំបូងឡើយមិនមានបន្ទុក ឬអព្យាក្រឹតអគ្គិសនី។ ដើម្បីសាកវា វាត្រូវបានសាកដោយភ្ជាប់វាទៅប្រភពវ៉ុល ដូចជាថ្ម ដោយប្រើខ្សែ។ បន្ទះខ្សែមួយត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងខ្សែវិជ្ជមានរបស់ថ្ម ខណៈដែលបន្ទះខ្សែមួយទៀតត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងខ្សែអវិជ្ជមាន។

សូមចងចាំថា បន្ទុកដូចគ្នារុញច្រានចេញ ខណៈពេលដែលបន្ទុកមិនដូចគ្នាទាក់ទាញគ្នា។ អេឡិចត្រុងមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ហើយងាយផ្លាស់ទី ពីព្រោះវាស្ថិតនៅលើផ្ទៃអាតូម ចំណែកឯប្រូតុងមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយមិនអាចផ្លាស់ទីបានទេ ពីព្រោះវាស្ថិតនៅក្នុងស្នូល។ ប្រសិនបើចំនួនប្រូតុងនៅលើបន្ទះដែលដឹកនាំលើសពីចំនួនអេឡិចត្រុង បន្ទះនោះនឹងមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រសិនបើចំនួនអេឡិចត្រុងលើសពីចំនួនប្រូតុង បន្ទះនោះនឹងមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។

បន្ទាប់ពី​ឧបករណ៍​ផ្ទុក​អគ្គិសនី​ត្រូវបាន​ភ្ជាប់​ទៅ​នឹង​ថ្ម ប៉ូល​វិជ្ជមាន​របស់​ថ្ម​ត្រូវ​បាន​សាក​វិជ្ជមាន ដោយ​ទាក់ទាញ​អេឡិចត្រុង​ពី​បន្ទះ​ចរន្តអគ្គិសនី ខណៈ​ដែល​ប៉ូល​អវិជ្ជមាន​របស់​ថ្ម​ត្រូវ​បាន​សាក​អវិជ្ជមាន ដោយ​រុញ​អេឡិចត្រុង​ទៅ​បន្ទះ​ចរន្តអគ្គិសនី។ ការ​ផ្ទេរ​អេឡិចត្រុង​រវាង​ថ្ម និង​បន្ទះ​ចរន្តអគ្គិសនី​ធ្វើ​ឱ្យ​បន្ទះ​ចរន្តអគ្គិសនី​ដែល​បាត់បង់​អេឡិចត្រុង​មាន​សាក​វិជ្ជមាន ហើយ​បន្ទះ​ចរន្តអគ្គិសនី​ដែល​ទទួល​អេឡិចត្រុង​មាន​សាក​អវិជ្ជមាន។ ការ​ផ្ទេរ​អេឡិចត្រុង​ឈប់​នៅ​ពេល​ដែល​ភាព​ខុស​គ្នា​នៃ​សក្តានុពល​អគ្គិសនី​រវាង​បន្ទះ​ចរន្តអគ្គិសនី​ទាំងពីរ​ស្មើនឹង​ភាព​ខុស​គ្នា​នៃ​សក្តានុពល​អគ្គិសនី​រវាង​ខ្សែ​ថ្ម​ទាំងពីរ។

កាប៉ាស៊ីទ័ររក្សាទុក បន្ទុកអគ្គិសនី និង ថាមពល សក្តានុពល ។ រង្វាស់នៃសមត្ថភាពរបស់កាប៉ាស៊ីទ័រក្នុងការរក្សាទុកបន្ទុកអគ្គិសនី និងថាមពលសក្តានុពលត្រូវបានគេហៅថា កាប៉ាស៊ីតេ។ បន្ទុកអគ្គិសនីដែលរក្សាទុកកាន់តែធំ ថាមពលសក្តានុពលកាន់តែធំ និងកាប៉ាស៊ីតេកាន់តែធំ។ តើកត្តាអ្វីខ្លះដែលប៉ះពាល់ដល់កាប៉ាស៊ីទ័របន្ទះស្របគ្នា?

– ផ្ទៃនៃបន្ទះចំហាយ

កាប៉ារ៉ាឡែល​បន្ទះ​ស្របគ្នា​រក្សាទុក​បន្ទុក​អគ្គិសនី​នៅលើ​បន្ទះ​ដឹកនាំ​របស់​វា។ ផ្ទៃ​បន្ទះ​តូច​មានន័យថា​បន្ទុក​តិចតួច​ត្រូវបាន​រក្សាទុក។ ផ្ទៃ​បន្ទះ​ធំ​មានន័យថា​បន្ទុក​ច្រើន​ត្រូវបាន​រក្សាទុក។ បន្ទុក​កាន់តែច្រើន​ដែល​រក្សាទុក​នៅលើ​បន្ទះ​ដឹកនាំ ថាមពល​សក្តានុពល​អគ្គិសនី​របស់​កាប៉ារ៉ាឡែល​កាន់តែ​ធំ។ ដូច្នេះ ថាមពល​សក្តានុពល​អគ្គិសនី​របស់​កាប៉ារ៉ាឡែល​កាន់តែ​ធំ សមត្ថភាព​របស់​វា​កាន់តែ​ធំ។ ដោយផ្អែកលើ​ការពិនិត្យឡើងវិញ​នេះ អាច​សន្និដ្ឋានបានថា សមត្ថភាព​របស់​កាប៉ារ៉ាឡែល (C) គឺ​សមាមាត្រ​ទៅនឹង​ផ្ទៃ​បន្ទះ​ដឹកនាំ (A)។

- ចម្ងាយរវាងបន្ទះចំហាយទាំងពីរ

ចលនារបស់អេឡិចត្រុងឈប់បន្ទាប់ពីភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីទាំងពីរស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងប៉ូលទាំងពីរនៃថ្ម។ តើបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីទាំងពីរអាចកើនឡើងយ៉ាងដូចម្តេច? វិធីមួយគឺកាត់បន្ថយចម្ងាយរវាងបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីទាំងពីរ (កាត់បន្ថយ d)។ នៅពេលដែលបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីទាំងពីរត្រូវបាននាំមកជិតគ្នា បរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីនៅតែថេរ ដូច្នេះដែនអគ្គិសនីដែលផលិតដោយបន្ទុកអគ្គិសនីមានតម្លៃថេរ។ ដោយផ្អែកលើសមីការ V = E d នៅពេលដែលដែនអគ្គិសនី (E) ថេរ ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនី (V) ថយចុះ ប្រសិនបើចម្ងាយរវាងបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីទាំងពីរត្រូវបានកាត់បន្ថយ (d)។

ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីទាំងពីរថយចុះរហូតដល់វាតិចជាងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងខ្សែភ្ជាប់ទាំងពីរនៃថ្ម។ នេះបណ្តាលឱ្យអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីម្តងទៀតរហូតដល់បន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីនីមួយៗកើនឡើង។ ចលនាអេឡិចត្រុងឈប់នៅពេលដែលភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងបន្ទះទាំងពីរស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងខ្សែភ្ជាប់ទាំងពីរនៃថ្ម។

នៅពេលដែលចម្ងាយរវាងបន្ទះសៀគ្វីពីរត្រូវបានកាត់បន្ថយ បន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបន្ទះនីមួយៗកើនឡើង ដូច្នេះថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅក្នុងកាប៉ាស៊ីទ័រក៏កើនឡើងផងដែរ។ ប្រសិនបើថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅក្នុងកាប៉ាស៊ីទ័រកើនឡើង សមត្ថភាពរបស់កាប៉ាស៊ីទ័រក៏កើនឡើងផងដែរ។ ប្រសិនបើចម្ងាយត្រូវបានកាត់បន្ថយ បន្ទុកកើនឡើង ដូច្នេះសមត្ថភាពកើនឡើង ប្រសិនបើចម្ងាយត្រូវបានកើនឡើង បន្ទុកថយចុះ ដូច្នេះសមត្ថភាពថយចុះ។ អាចសន្និដ្ឋានបានថា សមត្ថភាពរបស់កាប៉ាស៊ីទ័រ (C) គឺសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងចម្ងាយរវាងបន្ទះសៀគ្វីពីរ (ឃ)។

សមីការ​សមត្ថភាព​សម្រាប់​ឧបករណ៍​ផ្ទុក​ថាមពល​បន្ទះ​ប៉ារ៉ាឡែល

ពីមុនមក វាត្រូវបានពន្យល់អំពីរឿងដែលប៉ះពាល់ដល់តម្លៃសមត្ថភាពរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកអគ្គិសនីបន្ទះប៉ារ៉ាឡែល។ តម្លៃសមត្ថភាពអាចត្រូវបានដឹងយ៉ាងច្បាស់តាមរយៈការគណនាដោយប្រើសមីការ។ នៅក្នុងអត្ថបទអំពីការកំណត់ដែនអគ្គិសនីដោយប្រើច្បាប់ Gauss វាត្រូវបានពិភាក្សាថារូបមន្តសម្រាប់គណនាដែនអគ្គិសនីនៅជិតបន្ទះចំហាយដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីគឺ E = σ/ε _o ដែល σ = Q/A ដូច្នេះសមីការដែនអគ្គិសនីផ្លាស់ប្តូរទៅជា E = Q/A : ε _o = Q/A x 1/ε _o = Q/Aε _o ។ សមីការសក្តានុពលអគ្គិសនីគឺ V = E d ដែល E = Q/Aε _o ដូច្នេះសមីការផ្លាស់ប្តូរទៅជា V = Qd/Aε _o ។ សមីការសមត្ថភាពគឺ C = Q/V ដែល V = Qd/Aε _o ដូច្នេះសមីការសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរទៅជា C = Q : Qd/Aε _o = Q x Aε _o /Qd = Aε _o /d ។

ដោយផ្អែកលើសមីការសមត្ថភាព C = A ε _o / d វាអាចសន្និដ្ឋានបានថាសមត្ថភាព (C) គឺសមាមាត្រទៅនឹងផ្ទៃ (A) និងសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងចម្ងាយ (d) រវាងបន្ទះចំហាយទាំងពីរ។

ការពិពណ៌នាអំពីរូបមន្ត៖ E = ដែនអគ្គិសនី, σ = ដង់ស៊ីតេបន្ទុក, ε = _o = សមត្ថភាពអនុញ្ញាតនៃលំហទទេ = 8,85 x 10 ^-12 F/m, Q = បន្ទុកអគ្គិសនី, A = ផ្ទៃនៃបន្ទះចំហាយ, V = ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនី។