समानान्तर प्लेट क्यापेसिटरको परिभाषा
समानान्तर प्लेट क्यापेसिटर भनेको दुई समानान्तर कन्डक्टर प्लेटहरू मिलेर बनेको क्यापेसिटर हो, प्रत्येक प्लेटमा बराबर क्रस-सेक्शनल क्षेत्र (A) हुन्छ र दुई प्लेटहरू निश्चित दूरी (d) द्वारा छुट्याइएको हुन्छ, जुन बायाँ चित्रमा देखाइएको छ। एउटा कन्डक्टर प्लेट धनात्मक रूपमा चार्ज गरिएको छ (+Q) जबकि अर्को कन्डक्टर प्लेट ऋणात्मक रूपमा चार्ज गरिएको छ (-Q), जहाँ बिजुली चार्ज प्रत्येक प्लेटमा बराबर हुन्छ। चार्ज हावाको अणुमा नजाओस् भनेर, क्यापेसिटरलाई वातावरणबाट अलग गरिन्छ, र दुई प्लेटहरू बीच, भ्याकुम हुन्छ।
दुबै कन्डक्टर प्लेटहरूमा विद्युतीय चार्जका प्रकारहरूमा भिन्नताले दुई प्लेटहरू बीच विद्युतीय क्षेत्र र विद्युतीय सम्भाव्यता भिन्नता सिर्जना गर्दछ। धनात्मक रूपमा चार्ज गरिएको प्लेटमा उच्च विद्युतीय सम्भाव्यता हुन्छ, जबकि नकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएको प्लेटमा कम विद्युतीय सम्भाव्यता हुन्छ। विद्युतीय सम्भाव्यताको विषयमा व्याख्या गरिएझैं, यदि क्यापेसिटरका दुई प्लेटहरू बीच विद्युतीय सम्भाव्यता भिन्नता छ भने, क्यापेसिटरमा विद्युतीय सम्भाव्यता ऊर्जा हुन्छ। क्यापेसिटरहरूमा भण्डारण गरिएको विद्युतीय सम्भाव्यता ऊर्जाको धेरै प्रयोगहरू छन्।
समानान्तर प्लेट क्यापेसिटरको क्यापेसिटन्सलाई असर गर्ने कारकहरू
सुरुमा क्यापेसिटर विद्युतीय रूपमा चार्ज गरिएको वा विद्युतीय रूपमा तटस्थ हुँदैन। चार्ज गर्नको लागि, क्यापेसिटर चार्ज गर्ने काम केबल प्रयोग गरेर ब्याट्री जस्ता भोल्टेज स्रोतसँग क्यापेसिटर जडान गरेर गरिन्छ। एउटा कन्डक्टर प्लेट ब्याट्रीको सकारात्मक पोलमा जोडिएको हुन्छ, जबकि अर्को कन्डक्टर प्लेट ब्याट्रीको नकारात्मक पोलमा जोडिएको हुन्छ।
याद राख्नुहोस् कि समान चार्जहरूले एकअर्कालाई घृणा गर्छन्, जबकि विपरीत चार्जहरूले एकअर्कालाई आकर्षित गर्छन्। इलेक्ट्रोनहरू नकारात्मक रूपमा चार्ज हुन्छन् र सार्न सजिलो हुन्छ किनभने तिनीहरू परमाणुको सतहमा हुन्छन्, जबकि प्रोटोनहरू सकारात्मक रूपमा चार्ज हुन्छन् र सार्न सक्दैनन् किनभने तिनीहरू परमाणु केन्द्रकमा हुन्छन्। यदि कन्डक्टर प्लेटमा इलेक्ट्रोनहरू भन्दा बढी प्रोटोनहरू छन् भने, प्लेट सकारात्मक रूपमा चार्ज हुन्छ, यसको विपरीत, यदि इलेक्ट्रोनहरूको संख्या प्रोटोनहरू भन्दा बढी छ भने, प्लेट नकारात्मक रूपमा चार्ज हुन्छ।
क्यापेसिटर ब्याट्रीमा जडान भएपछि, ब्याट्रीको सकारात्मक पोल सकारात्मक रूपमा चार्ज हुन्छ। जसले गर्दा यसले कन्डक्टर प्लेटबाट इलेक्ट्रोनहरू तान्छ, जबकि ब्याट्रीको नकारात्मक पोल नकारात्मक रूपमा चार्ज हुन्छ ताकि यसले कन्डक्टर प्लेटमा इलेक्ट्रोनहरूलाई अस्वीकार गर्छ। ब्याट्री र कन्डक्टर प्लेट बीचको विद्युतीय विस्थापनले कन्डक्टर प्लेटलाई सकारात्मक रूपमा चार्ज गर्न इलेक्ट्रोनहरू गुमाउँछ, र कन्डक्टर प्लेटले नकारात्मक रूपमा चार्ज गर्न इलेक्ट्रोनहरू प्राप्त गर्दछ। दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता दुई ब्याट्री पोलहरू बीचको विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता बराबर भएपछि इलेक्ट्रोनहरूको चाल रोकिन्छ।
क्यापेसिटरले विद्युतीय चार्ज र विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा भण्डारण गर्ने काम गर्छ । क्यापेसिटरको विद्युतीय चार्ज र विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा भण्डारण गर्ने क्षमताको आकारलाई क्यापेसिटेन्स भनिन्छ। जति धेरै बिजुली भण्डारण गरिन्छ, भण्डारण गरिएको विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा पनि ठूलो हुन्छ, क्यापेसिटरको समभावना त्यति नै बढी हुन्छ। समानान्तर प्लेट क्यापेसिटरको समभावनालाई कुन कारकहरूले प्रभाव पार्छन्?
कन्डक्टर प्लेटको सतह क्षेत्रफल
समानान्तर प्लेट क्यापेसिटरले कन्डक्टर प्लेटमा विद्युतीय चार्ज भण्डारण गर्छ। यदि प्लेटको सतह क्षेत्रफल सानो छ भने थोरै विद्युतीय चार्ज भण्डारण हुन्छ, अन्यथा यदि प्लेटको सतह क्षेत्रफल ठूलो छ भने धेरै विद्युतीय चार्ज भण्डारण हुन्छ। कन्डक्टर प्लेटमा जति धेरै विद्युतीय चार्ज भण्डारण हुन्छ, क्यापेसिटरमा रहेको विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा त्यति नै बढी हुन्छ। त्यसैले, क्यापेसिटरको विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा जति बढी हुन्छ, क्यापेसिटरको समाई क्षमता त्यति नै बढी हुन्छ। यस समीक्षाको आधारमा, यो निष्कर्ष निकाल्न सकिन्छ कि क्यापेसिटर (C) को समाई क्षमता कन्डक्टर प्लेट (A) को सतह क्षेत्रफलसँग समानुपातिक छ।
दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको दूरी
दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता दुई ब्याट्री पोलहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता बराबर भएपछि इलेक्ट्रोनहरूको स्थानान्तरण रोकिन्छ। तपाईं दुवै कन्डक्टर प्लेटहरूमा विद्युतीय चार्ज कसरी बढाउनुहुन्छ? एउटा तरिका भनेको दुई कन्डक्टरहरू बीचको दूरी घटाउनु हो (d न्यूनतम गर्दै)। जब दुई कन्डक्टरहरू नजिक ल्याइन्छ, विद्युतीय चार्जको मात्रा रहन्छ ताकि विद्युतीय चार्जद्वारा उत्पादित विद्युतीय क्षेत्र स्थिर हुन्छ। समीकरण V = E d को आधारमा, जब विद्युतीय क्षेत्र (E) स्थिर हुन्छ, दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको दूरी घटेमा विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता (V) घट्छ (d)।
दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता घटाइन्छ ताकि यो दुई ब्याट्री पोलहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता भन्दा सानो होस्। यसले प्रत्येक कन्डक्टर प्लेटको विद्युतीय चार्ज नबढेसम्म इलेक्ट्रोनहरूको विस्थापन फेरि हुन्छ। दुई प्लेटहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता दुई ब्याट्री पोलहरू बीचको सम्भाव्य भिन्नता बराबर भएपछि इलेक्ट्रोनहरूको स्थानान्तरण रोकिन्छ।
जब दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको दूरी घटाइन्छ, प्रत्येक प्लेटमा विद्युतीय चार्ज बढ्छ जसले गर्दा क्यापेसिटरको विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा पनि बढ्छ। यदि क्यापेसिटरको विद्युतीय सम्भाव्य ऊर्जा बढ्छ भने, क्यापेसिटरको समाई पनि बढ्छ। यदि दूरी घटाइयो भने, चार्ज बढ्छ जसले गर्दा समाई बढ्छ, जब दूरी बढाइन्छ, चार्ज घट्छ जसले गर्दा समाई घट्छ। यो निष्कर्ष निकाल्न सकिन्छ कि क्यापेसिटर (C) को समाई दुई कन्डक्टर प्लेटहरू (d) बीचको दूरीको विपरीत समानुपातिक छ।
समानान्तर प्लेट क्यापेसिटरको क्यापेसिटेन्सको समीकरण
पहिले, समानान्तर प्लेट क्यापेसिटरहरूको क्यापेसिटेन्सलाई असर गर्ने कुराहरू व्याख्या गरिएको छ। समीकरण प्रयोग गरेर गणना मार्फत क्यापेसिटेन्स मान स्पष्ट रूपमा थाहा पाउन सकिन्छ। गौसको नियम प्रयोग गरेर विद्युतीय क्षेत्र निर्धारण गर्ने विषयमा, विद्युतीय रूपमा चार्ज गरिएको कन्डक्टर प्लेट नजिकैको विद्युतीय क्षेत्र गणना गर्ने सूत्र E = σ / ε हो।o, जहाँ σ = Q / A ताकि विद्युतीय क्षेत्र समीकरण E = Q/A मा परिवर्तन होस्: εo = Q/A x १/εo = प्रश्न / क εo। विद्युतीय क्षमताको समीकरण V = E d हो, जहाँ E = Q / A εo ताकि समीकरण V = Q d / A ε मा परिवर्तन होस्o। क्यापेसिटन्सको समीकरण C = Q/V हो, जहाँ V = Q d / A εo ताकि क्यापेसिटन्सको समीकरण C = Q मा परिवर्तन होस्: Q d / A εo = Q x A εo / Q d = A εo / घ.
क्यापेसिटन्स C = A ε o / d को समीकरणको आधारमा यो निष्कर्ष निकाल्न सकिन्छ कि क्यापेसिटन्स (C) सतह क्षेत्रफल (A) सँग समानुपातिक र दुई कन्डक्टर प्लेटहरू बीचको दूरी (d) सँग विपरीत समानुपातिक हुन्छ।
E = विद्युत क्षेत्र, σ = चार्ज घनत्व, ε o = भ्याकुम अनुमति = ८.८५ x १० -१२ F/m, Q = विद्युतीय चार्ज, A = कन्डक्टर प्लेटको सतह क्षेत्रफल, V = विद्युतीय सम्भाव्य भिन्नता।
