ഡീസൽട്രിക്

കപ്പാസിറ്ററിലെ കണ്ടക്ടറിന്റെ രണ്ട് പ്ലേറ്റുകളെയോ ഷീറ്റുകളെയോ വേർതിരിക്കുന്ന ഒരു ഇൻസുലേറ്ററാണ് ഡൈഇലക്ട്രിക്. പ്ലാസ്റ്റിക്, ഗ്ലാസ്, പേപ്പർ, മരം തുടങ്ങിയ വൈദ്യുത പ്രവാഹം കടത്തിവിടാൻ കഴിയാത്ത വസ്തുക്കളാണ് ഇൻസുലേറ്ററുകൾ. കപ്പാസിറ്ററിന് കൂടുതൽ വൈദ്യുത ചാർജും വൈദ്യുത സാധ്യതോർജ്ജവും സംഭരിക്കാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിൽ കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് ഡൈഇലക്ട്രിക് പ്രവർത്തനം.

രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകളും പരസ്പരം സ്പർശിക്കാതിരിക്കുകയും അങ്ങനെ വൈദ്യുത ചാർജ് ഒരു കണ്ടക്ടറിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് നീങ്ങാതിരിക്കുകയും ചെയ്താൽ ഒരു കപ്പാസിറ്റർ പ്രവർത്തിക്കും. അതുപോലെ, വൈദ്യുത ചാർജ് കണ്ടക്ടറിൽ നിന്ന് വായുവിലേക്ക് നീങ്ങാതിരിക്കാൻ, രണ്ട് കണ്ടക്ടറുകൾക്കിടയിലുള്ള ഇടം ഒരു വാക്വം ആയിരിക്കണം. സമാന്തര പ്ലേറ്റിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിഷയത്തിൽ, ഒരു വാക്വം കൊണ്ട് വേർതിരിക്കപ്പെട്ട സമാന്തര പ്ലേറ്റ് കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ കപ്പാസിറ്റൻസിനെക്കുറിച്ച് കപ്പാസിറ്റർ ചർച്ച ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. ഒരു വാക്വമിലെ കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസിന് പരിമിതികളുണ്ട്, അതിനാൽ കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥാപിക്കുക.

രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ കുറയുന്നതിനാൽ ഡൈഇലക്ട്രിക് കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു

രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾക്കോ ​​ഷീറ്റുകൾക്കോ ​​ഇടയിൽ ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥാപിച്ചതിനുശേഷം കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്? ഈ ചോദ്യത്തിനുള്ള ഉത്തരം കണ്ടെത്താൻ, ആദ്യം, വൈദ്യുത ചാർജിനെക്കുറിച്ചുള്ള പാഠം ഓർമ്മിക്കുക. വൈദ്യുത ചാർജുകൾ പരസ്പരം അകറ്റുന്നതുപോലെ, വൈദ്യുത ചാർജുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി പരസ്പരം ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ഒരു നെഗറ്റീവ് ചാർജിനെ ആകർഷിക്കുന്നു, പക്ഷേ ഒരു പോസിറ്റീവ് ചാർജിനെ അകറ്റുന്നു. പിന്നെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ് ചെയ്ത പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾക്ക് വൈദ്യുത ചാർജ് ഇല്ലാത്ത ചെറിയ കടലാസ് കഷണങ്ങളെ ആകർഷിക്കാൻ കഴിയുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്? കടലാസ് കഷണം ചാർജ് ധ്രുവീകരണം അനുഭവിക്കുന്നതിനാലാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്.

പേപ്പർ പോലുള്ള ഇൻസുലേറ്റിംഗ് വസ്തുക്കളിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് കണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കളിലെ ഇലക്ട്രോണുകളെപ്പോലെ സ്വതന്ത്രമായി സഞ്ചരിക്കാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക് പേപ്പറിന്റെ അടുത്തേക്ക് കൊണ്ടുവരുമ്പോൾ, ആറ്റവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക്കിൽ നിന്ന് നിരസിക്കപ്പെടുന്നു. അങ്ങനെ പേപ്പറിൽ നെഗറ്റീവ് ചാർജും പോസിറ്റീവ് ചാർജും ധ്രുവീകരിക്കപ്പെടുന്നു. പേപ്പറിലെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ് പ്ലാസ്റ്റിക്കിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണ്, അതേസമയം പേപ്പറിലെ പോസിറ്റീവ് ചാർജ് പ്ലാസ്റ്റിക്കിനോട് അടുത്ത് ദൂരമുണ്ട്. തുടർന്ന്, പ്ലാസ്റ്റിക്കിലെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ് പേപ്പർ പ്ലാസ്റ്റിക്കിലേക്ക് അടുക്കുന്നതുവരെ പേപ്പറിന്റെ കഷണത്തിലെ പോസിറ്റീവ് ചാർജ് വലിക്കുന്നു.

കടലാസുകളിൽ സംഭവിക്കുന്ന ചാർജിന്റെ ധ്രുവീകരണ പ്രക്രിയ ഡൈഇലക്‌ട്രിക്കിൽ സംഭവിക്കുന്ന ചാർജിന്റെ ധ്രുവീകരണ പ്രക്രിയയ്ക്ക് സമാനമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇടതുവശത്തുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ആദ്യം, വൈദ്യുത ചാർജുള്ള കണ്ടക്ടറുകളുടെ രണ്ട് കഷണങ്ങൾ മാത്രമേ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ. ഇടതുവശത്തുള്ള പ്ലേറ്റ് പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ളതും വലത് പ്ലേറ്റ് നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ളതുമായതിനാൽ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ ഇടത്തുനിന്ന് വലത്തോട്ടാണ്.

രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥാപിച്ച ശേഷം, ഇടതുവശത്തുള്ള പ്ലേറ്റിലെ പോസിറ്റീവ് ചാർജ് അടുത്തുള്ള ഡൈഇലക്ട്രിക് പ്രതലത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളെ വലിക്കുന്നു. അതുപോലെ, വലതുവശത്തുള്ള പ്ലേറ്റിലെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ് അടുത്തുള്ള ഡൈഇലക്ട്രിക് പ്രതലത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകളെ പുറന്തള്ളുന്നു. ഒരു ഇൻസുലേറ്ററായ ഡൈഇലക്ട്രിക്സിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഒരു കണ്ടക്ടറിലെ ഇലക്ട്രോണുകളെപ്പോലെ സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റവുമായി ബന്ധിതമായി തുടരുന്നു, പക്ഷേ ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ധ്രുവീകരണം ഉണ്ട്.

ഡൈഇലക്ട്രിക് ആറ്റങ്ങളുടെ വലതുവശത്ത് ഒരു പോസിറ്റീവ് ചാർജും ഡൈഇലക്ട്രിക് ആറ്റങ്ങളുടെ ഇടതുവശത്ത് ഒരു നെഗറ്റീവ് ചാർജും ഉണ്ടാകുന്നത് ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഇത് വലത്തുനിന്ന് ഇടത്തോട്ട്, ഇത് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റിലെ വൈദ്യുത ചാർജ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തെ ദുർബലമാക്കുന്നു, അതായത് ഇടത്തുനിന്ന് വലത്തോട്ട്. അതിനാൽ, കണ്ടക്ടറിന്റെ രണ്ട് പ്ലേറ്റുകളിലെയും ഷീറ്റുകളിലെയും വൈദ്യുത ചാർജ് കുറയുന്നതുകൊണ്ടല്ല, മറിച്ച് വൈദ്യുത മണ്ഡലം ഡൈഇലക്‌ട്രിക്കിൽ വിപരീത ദിശയിൽ ദൃശ്യമാകുന്നതുകൊണ്ടാണ് വൈദ്യുത മണ്ഡലം കുറയുന്നത്. ഡൈഇലക്‌ട്രിക് പുറത്തിറങ്ങിയാൽ, കണ്ടക്ടറിന്റെ രണ്ട് പ്ലേറ്റുകളിലോ ഷീറ്റുകളിലോ വൈദ്യുത ചാർജ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി സാധാരണ നിലയിലാകും.

If രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകളിലെയും വൈദ്യുത ചാർജ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡല ശക്തി കുറയുമ്പോൾ, രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത സാധ്യതയും കുറയുന്നു. E = V / d എന്ന സമവാക്യത്തിൽ പറഞ്ഞിരിക്കുന്നതുപോലെ വൈദ്യുത മണ്ഡലം വൈദ്യുത സാധ്യതയ്ക്ക് നേർ അനുപാതത്തിലായതിനാൽ, E = വൈദ്യുത മണ്ഡലം, V = വൈദ്യുത സാധ്യത, d = രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം. ഡൈഇലക്‌ട്രിക്കിന് മുമ്പ് ഒരു വൈദ്യുത സാധ്യത Vo ആണെങ്കിൽ, ഡൈഇലക്‌ട്രിക്കിന് ശേഷം, K എന്ന ഘടകം ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുത സാധ്യത V ആയി കുറയുന്നു.

ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി, Vo = KV അല്ലെങ്കിൽ V = Vo / K അല്ലെങ്കിൽ K = Vo / V, ഇവിടെ K = ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കം. Vo> V അങ്ങനെ K> 1.

ദയവായി ശ്രദ്ധിക്കുക, രണ്ട് പ്ലേറ്റുകളിലോ കണ്ടക്ടറുകളുടെ ഷീറ്റുകളിലോ ഉള്ള വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് മാറുന്നില്ല, അതിനാൽ അന്തിമ ചാർജിന്റെ അളവ് പ്രാരംഭ ചാർജിന്റെ അളവിന് തുല്യമായിരിക്കും (Q = Qo). കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസിലെ മാറ്റം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ കണക്കാക്കുന്നു:

C = അന്തിമ കപ്പാസിറ്റൻസ്, Co = പ്രാരംഭ കപ്പാസിറ്റൻസ്, Q = അന്തിമ ചാർജ്, Qo = പ്രാരംഭ ചാർജ്, V = അന്തിമ പൊട്ടൻഷ്യൽ, Vo = പ്രാരംഭ പൊട്ടൻഷ്യൽ, K = ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കം

മുകളിലുള്ള സമവാക്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, പ്രാരംഭ കപ്പാസിറ്റൻസ് (Co) ചെറുതാണെന്നും അന്തിമ കപ്പാസിറ്റൻസ് (C) കൂടുതലാണെന്നും നിഗമനത്തിലെത്തുന്നു. കപ്പാസിറ്റൻസ് K യുടെ ഒരു ഘടകം കൊണ്ട് വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇവിടെ K എന്നത് ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കമാണ്. ഓരോ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലിന്റെയും ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കത്തിന്റെ മൂല്യം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ഒരു ഡൈഇലക്ട്രിക് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസും ഒരു ഡൈഇലക്ട്രിക് ഉപയോഗിക്കാത്തപ്പോൾ കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസും തമ്മിലുള്ള അനുപാതത്തിന്റെ ഫലമാണ് ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കം (K).

രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം കുറയുന്നതിനാൽ ഡൈഇലക്ട്രിക് കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിക്കുന്നു

രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം (d) കുറയ്ക്കുക എന്നതാണ് മറ്റൊരു ഡൈഇലക്ട്രിക് ഫംഗ്ഷൻ. അങ്ങനെ E = V / d എന്ന സമവാക്യത്തിൽ പറഞ്ഞിരിക്കുന്നതുപോലെ, രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾ അല്ലെങ്കിൽ കണ്ടക്ടറുകളുടെ ഷീറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത മണ്ഡലവും (E) വൈദ്യുത വോൾട്ടേജും (V) വർദ്ധിക്കുന്നു. രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഷീറ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുത മണ്ഡലവും വൈദ്യുത വോൾട്ടേജും വർദ്ധിക്കുകയാണെങ്കിൽ, കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിക്കുന്നു.

ചോദ്യം ചെയ്യപ്പെടുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകൾ സമാന്തരമാണെങ്കിൽ, കപ്പാസിറ്റൻസ് ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:

മുകളിലുള്ള രണ്ട് സൂത്രവാക്യങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾ അല്ലെങ്കിൽ കണ്ടക്ടർ ഷീറ്റുകൾ (d) തമ്മിലുള്ള ദൂരം കുറച്ചുകൊണ്ട് സമാന്തര പ്ലേറ്റ് കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ കപ്പാസിറ്റൻസ് (C) വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം.

കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിക്കുന്നതിനാൽ ഡൈഇലക്ട്രിക് കപ്പാസിറ്റൻസ് വർദ്ധിക്കുന്നു

ശക്തമായ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിലാണെങ്കിൽ, വൈദ്യുത മണ്ഡലം കേടാകുന്ന ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയൽ കൊണ്ടാണ് ഡൈഇലക്ട്രിക് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. വൈദ്യുത മണ്ഡലം വളരെ ശക്തമാകുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ ആറ്റത്തിൽ നിന്ന് നീക്കാൻ കഴിയുമ്പോഴാണ് ഡൈഇലക്ട്രിക് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കുന്നത്, തുടർന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ മറ്റ് ആറ്റങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോണുകളെ ഇടിക്കുകയും അങ്ങനെ ഡൈഇലക്‌ട്രിക്‌സിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒഴുക്ക് സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, ഡൈഇലക്‌ട്രിക് കേടുപാടുകൾ ഒരു വൈദ്യുത ഇൻസുലേറ്ററായ ഡൈഇലക്‌ട്രിക് ഒരു വൈദ്യുത ചാലകമായി മാറാൻ കാരണമാകുന്നു.

കേടുപാടുകൾ ഒഴിവാക്കാൻ, ഒരു പ്രത്യേക ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ഓരോ ഡൈഇലക്‌ട്രിക്കിനും പരമാവധി വൈദ്യുത മണ്ഡല മൂല്യം നിലനിർത്താൻ കഴിയും, അതിനെ ഡൈഇലക്‌ട്രിക് ശക്തി എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഡൈഇലക്‌ട്രിക് ശക്തി വായുവിന്റെ ഡൈഇലക്‌ട്രിക് ശക്തിയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ ഓരോ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് മെറ്റീരിയലിനും വ്യത്യസ്ത വൈദ്യുത ശക്തിയുണ്ട്, ചിലത് ചെറുതും ചിലത് വലുതുമാണ്. അതിനാൽ വലിയ ഡൈഇലക്‌ട്രിക് ശക്തിയുള്ള ഒരു ഡൈഇലക്‌ട്രിക് ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിലനിർത്താൻ കഴിയുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലം കൂടുതലായിരിക്കും, നിലനിർത്താൻ കഴിയുന്ന വോൾട്ടേജും കൂടുതലാണ്. കണ്ടക്ടറിന്റെ രണ്ട് പ്ലേറ്റുകളോ ഷീറ്റുകളോ സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുത മണ്ഡലവും വൈദ്യുത വോൾട്ടേജും കൂടുതലാണെങ്കിൽ, കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റിന് ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയുന്ന വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് കൂടുതലാണ്. കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റിനുള്ളിലെ ചാർജ് കൂടുന്തോറും കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസും വർദ്ധിക്കും.