និយមន័យនៃ capacitor បន្ទះប៉ារ៉ាឡែល
កាប៉ារ៉ាឡែលបន្ទះប៉ារ៉ាឡែល គឺជាកាប៉ារ៉ាឡែលដែលមានបន្ទះប៉ារ៉ាឡែល ឬបន្ទះខ្សែចម្លងពីរ ដែលបន្ទះនីមួយៗមានផ្ទៃកាត់ដូចគ្នា (A) ហើយបន្ទះទាំងពីរត្រូវបានបំបែកដោយចម្ងាយជាក់លាក់មួយ (d) ដូចនៅក្នុងរូបភាពនៅខាងឆ្វេង។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះ សូមសន្មតថាបន្ទះខ្សែចម្លងទាំងពីរត្រូវបានបំបែកដោយកន្លែងទំនេរ។ នៅក្នុងរូបភាព បន្ទះខ្សែចម្លងមួយមានបន្ទុកវិជ្ជមាន (+Q) ខណៈពេលដែលបន្ទះខ្សែចម្លងមួយទៀតមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន (-Q) ដែលបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបន្ទះនីមួយៗគឺដូចគ្នា។
ភាពខុសគ្នានៃប្រភេទបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបន្ទះចំហាយទាំងពីរបណ្តាលឱ្យ វាលអគ្គិសនី និងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនីរវាងបន្ទះទាំងពីរ។ បន្ទះដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានមានសក្តានុពលអគ្គិសនីខ្ពស់ជាង ខណៈពេលដែលបន្ទះដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានមានសក្តានុពលអគ្គិសនីទាបជាង។ ដូចដែលបានពន្យល់នៅក្នុងអត្ថបទទាក់ទងនឹង សក្តានុពលអគ្គិសនីប្រសិនបើមានភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនីរវាងបន្ទះទាំងពីរនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ នោះមានថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅក្នុងកាប៉ាស៊ីទ័រ។ 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។
បន្ទាប់ពីឧបករណ៍ផ្ទុកអគ្គិសនីត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងថ្ម ប៉ូលវិជ្ជមានរបស់ថ្មត្រូវបានសាកវិជ្ជមាន ដោយទាក់ទាញអេឡិចត្រុងពីបន្ទះចរន្តអគ្គិសនី ខណៈដែលប៉ូលអវិជ្ជមានរបស់ថ្មត្រូវបានសាកអវិជ្ជមាន ដោយរុញអេឡិចត្រុងទៅបន្ទះចរន្តអគ្គិសនី។ ការផ្ទេរអេឡិចត្រុងរវាងថ្ម និងបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីធ្វើឱ្យបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីដែលបាត់បង់អេឡិចត្រុងមានសាកវិជ្ជមាន ហើយបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីដែលទទួលអេឡិចត្រុងមានសាកអវិជ្ជមាន។ ការផ្ទេរអេឡិចត្រុងឈប់នៅពេលដែលភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនីរវាងបន្ទះចរន្តអគ្គិសនីទាំងពីរស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនីរវាងខ្សែថ្មទាំងពីរ។
មុខងាររបស់ capacitor គឺដើម្បីរក្សាទុក mបន្ទុកអគ្គិសនី និង ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីរង្វាស់នៃសមត្ថភាពរបស់កាប៉ាស៊ីទ័រក្នុងការរក្សាទុកបន្ទុកអគ្គិសនី និងថាមពលសក្តានុពលត្រូវបានគេហៅថា កាប៉ាស៊ីតេ។ បន្ទុកអគ្គិសនីដែលរក្សាទុកកាន់តែធំ និងថាមពលសក្តានុពលកាន់តែធំ កាប៉ាស៊ីតេកាន់តែធំ។ តើកត្តាអ្វីខ្លះដែលប៉ះពាល់ដល់កាប៉ាស៊ីទ័របន្ទះស្របគ្នា?
– ផ្ទៃនៃបន្ទះចំហាយ
កាប៉ារ៉ាឡែលបន្ទះស្របគ្នារក្សាទុកបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើបន្ទះដឹកនាំរបស់វា។ ផ្ទៃបន្ទះតូចមានន័យថាបន្ទុកតិចតួចត្រូវបានរក្សាទុក។ ផ្ទៃបន្ទះធំមានន័យថាបន្ទុកច្រើនត្រូវបានរក្សាទុក។ បន្ទុកកាន់តែច្រើនដែលរក្សាទុកនៅលើបន្ទះដឹកនាំ ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីរបស់កាប៉ារ៉ាឡែលកាន់តែធំ។ ដូច្នេះ ថាមពលសក្តានុពលអគ្គិសនីរបស់កាប៉ារ៉ាឡែលកាន់តែធំ សមត្ថភាពរបស់វាកាន់តែធំ។ ដោយផ្អែកលើការពិនិត្យឡើងវិញនេះ អាចសន្និដ្ឋានបានថា សមត្ថភាពរបស់កាប៉ារ៉ាឡែល (C) គឺសមាមាត្រទៅនឹងផ្ទៃបន្ទះដឹកនាំ (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)។
សមីការសមត្ថភាពសម្រាប់ឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលបន្ទះប៉ារ៉ាឡែល
ពីមុនយើងបានពន្យល់ពីកត្តាដែលមានឥទ្ធិពលលើសមត្ថភាពរបស់កាប៉ារ៉ាឡែលបន្ទះប៉ារ៉ាឡែល។ តម្លៃសមត្ថភាពអាចត្រូវបានកំណត់យ៉ាងច្បាស់លាស់តាមរយៈការគណនាដោយប្រើសមីការ។ នៅក្នុងអត្ថបទស្តីពីការកំណត់ដែនអគ្គិសនីដោយប្រើច្បាប់របស់ Gauss យើងបានពិភាក្សាអំពីរូបមន្តសម្រាប់គណនាដែនអគ្គិសនីនៅជិតបន្ទះចរន្តដែលមានបន្ទុក៖ E = σ/εoដែល σ = Q/A ដូច្នេះសមីការដែនអគ្គិសនីផ្លាស់ប្តូរទៅជា E = Q/A : εo = Q/A x 1/εo = Q/Aεoសមីការសក្តានុពលអគ្គិសនីគឺ V = E d ដែល E = Q/Aεo ដូច្នេះសមីការប្តូរទៅ V = Qd/Aεoសមីការសមត្ថភាពគឺ C = Q/V ដែល V = Qd/Aεo ដូច្នេះសមីការសមត្ថភាពផ្លាស់ប្តូរទៅជា C = Q : Qd/Aεo = Q x Aεo /Qd = Aεo/ឃ.
ដោយផ្អែកលើសមីការសមត្ថភាព C = A εo / d អាចសន្និដ្ឋានបានថាសមត្ថភាព (C) គឺសមាមាត្រទៅនឹងផ្ទៃ (A) និងសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងចម្ងាយ (d) រវាងបន្ទះចំហាយទាំងពីរ។
ការពិពណ៌នាអំពីរូបមន្ត៖ E = ដែនអគ្គិសនី, σ = ដង់ស៊ីតេបន្ទុក, εo = លទ្ធភាពអនុញ្ញាតនៃលំហទទេ = 8,85 x 10-12 F/m, Q = បន្ទុកអគ្គិសនី, A = ផ្ទៃនៃបន្ទះចំហាយ, V = ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនី។
