ਬਿਜਲੀ ਊਰਜਾ ਕੈਪੇਸੀਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਕੈਪੇਸੀਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਬਿਜਲੀ ਊਰਜਾ ਬਾਰੇ ਲੇਖ

ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਦੋ-ਕੰਡਕਟਰ ਪਲੇਟਾਂ ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ, ਦੋ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ, ਇੱਕ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਹਿਲਾਂ, ਦੋਵੇਂ ਕੰਡਕਟਰ ਬਿਜਲੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨਿਰਪੱਖ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਦੇ ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ, ਕੰਡਕਟਰ ਦੀ ਹਰੇਕ ਪਲੇਟ ਜਾਂ ਸ਼ੀਟ ਬਿਜਲੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਚਾਰਜ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਹਰੇਕ ਕੰਡਕਟਰ ਵਿੱਚ ਬਿਜਲੀ ਚਾਰਜ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਬਰਾਬਰ ਹੈ ਪਰ ਕਿਸਮ ਵਿੱਚ ਵੱਖਰੀ ਹੈ। ਮੰਨ ਲਓ ਕਿ ਚਾਰਜ ਕੀਤੇ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ Q = +10 Coulomb ਹੈ , ਦੂਜਾ ਕੰਡਕਟਰ Q = -10 Coulomb ਹੈ। ਦੋਵਾਂ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਵੱਡੇ ਪਰ ਉਲਟ ਕਿਸਮ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਚਾਰਜ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਦੋ ਕੰਡਕਟਰ ਪਲੇਟਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਪੈਦਾ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਤੋਂ ਨੈਗੇਟਿਵ ਚਾਰਜ ਤੱਕ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਦੋ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸੰਭਾਵੀ ਅੰਤਰ ਵੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਉੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸੰਭਾਵੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਨੈਗੇਟਿਵ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸੰਭਾਵੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਦੋਵੇਂ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਨੂੰ ਬਿਜਲੀ ਨਾਲ ਚਾਰਜ ਕਰਨ ਲਈ, ਦੋਵੇਂ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਪਾਵਰ ਸਰੋਤ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬੈਟਰੀ ਜਾਂ ਹੋਰ ਪਾਵਰ ਸਰੋਤ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਹਿਲਾਂ, ਦੋਵੇਂ ਕੰਡਕਟਰ ਨਿਰਪੱਖ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿੱਥੇ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਅਤੇ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਚਾਰਜ ਵਾਲੇ ਪ੍ਰੋਟੋਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਫਿਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੰਡਕਟਰ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਕੰਡਕਟਰ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਗੁਆਉਣ ਵਾਲਾ ਕੰਡਕਟਰ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਚਾਰਜ ਹੋ ਜਾਵੇ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਕੰਡਕਟਰ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਚਾਰਜ ਹੋ ਜਾਵੇ। ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਏ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਹਰੇਕ ਕੰਡਕਟਰ ਦਾ ਇੱਕੋ ਜਿਹਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਚਾਰਜ ਹੋਵੇ। ਧਿਆਨ ਦਿਓ ਕਿ ਜਦੋਂ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਬੈਟਰੀ ਨਾਲ ਜੁੜਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਬੈਟਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੰਡਕਟਰ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਕੰਡਕਟਰ ਵਿੱਚ ਲਿਜਾਣ ਦਾ ਕੰਮ ਕਰਦੀ ਹੈ।

ਇੱਕ ਕੰਡਕਟਰ ਨੈਗੇਟਿਵ ਪੋਲ ਨਾਲ ਜੁੜਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ ਅਤੇ ਦੂਜਾ ਕੰਡਕਟਰ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਪੋਲ ਨਾਲ ਜੁੜਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਦੋ ਬੈਟਰੀ ਪੋਲਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪੋਟੈਂਸ਼ਲ ਫਰਕ (V) ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ (q) ਨੂੰ ਇੱਕ ਕੰਡਕਟਰ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਕੰਡਕਟਰ ਵਿੱਚ ਗਤੀ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੀ ਹੈ। ਦੋ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਭਾਵੀ ਅੰਤਰ ਬੈਟਰੀ ਸੰਭਾਵੀ ਅੰਤਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਗਤੀ ਰੁਕ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪਹਿਲਾਂ, ਜਦੋਂ ਕੰਡਕਟਰ ਬਿਜਲੀ ਨਾਲ ਚਾਰਜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ, ਤਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ ਕਿਸੇ ਕੰਮ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ। ਹਰੇਕ ਕੰਡਕਟਰ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਚਾਰਜ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ ਕੰਮ ਲੱਗਦਾ ਹੈ। ਹਰੇਕ ਕੰਡਕਟਰ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਚਾਰਜ ਜਿੰਨਾ ਵੱਡਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਬਲ ਦੇ ਕਾਰਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ ਓਨਾ ਹੀ ਵੱਡਾ ਕੰਮ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਇੱਕ ਕੰਡਕਟਰ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਕੰਡਕਟਰ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਦੀ ਗਤੀ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ ਸਗੋਂ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਦੋਵਾਂ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਬਿਜਲੀ ਵੋਲਟੇਜ ਵੀ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਧੇ। ਇਸ ਲਈ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੌਰਾਨ ਕੁੱਲ ਕੰਮ (W) ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ, ਔਸਤ ਵੋਲਟੇਜ ਮੁੱਲ (V/2) ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ W = Q (V/2) = 1/2 Q V ਹੈ।

ਕਿਉਂਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨਾਂ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਦਾ ਕੰਮ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਬਿਜਲੀ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਬਦਲਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਬਿਜਲੀ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ PE = 1/2 Q V ਹੈ।

ਕਿਉਂਕਿ Q = CV ਹੈ, ਫਾਰਮੂਲਾ PE = 1/2 QV ਨੂੰ PE = 1/2 QV = 1/2 (CV) (V) = 1/2 CV ² ਅਤੇ PE = 1/2 QV = 1/2 (Q) (Q/C) = 1/2 Q ² / C ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜਿੱਥੇ Q = ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਚਾਰਜ, C = ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ, V = ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਵੋਲਟੇਜ।

ਬਿਜਲੀ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਬਿਜਲੀ ਊਰਜਾ

ਚਾਰਜ ਫਾਈਲਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ, ਜਦੋਂ ਹਰੇਕ ਕੰਡਕਟਰ ਨੂੰ ਬਿਜਲੀ ਨਾਲ ਚਾਰਜ ਕਰਨਾ ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਦੋ ਪਲੇਟਾਂ ਜਾਂ ਸ਼ੀਟਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ, ਇੱਕ ਬਿਜਲੀ ਖੇਤਰ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਕੰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਕੰਡਕਟਰ ਨੂੰ ਬਿਜਲੀ ਨਾਲ ਚਾਰਜ ਕਰਨ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ, ਦੋ ਪਲੇਟਾਂ ਜਾਂ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਦੀਆਂ ਸ਼ੀਟਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਬਿਜਲੀ ਖੇਤਰ ਵੀ ਪੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਕੰਮ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਬਿਜਲੀ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦਾ ਹੈ, ਇਹ ਮੰਨਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਊਰਜਾ ਇੱਕ ਬਿਜਲੀ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਹੇਠ ਦਿੱਤਾ ਫਾਰਮੂਲਾ ਗਣਿਤਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਿਜਲੀ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਬਿਜਲੀ ਖੇਤਰ ਵਿਚਕਾਰ ਸਬੰਧ ਨੂੰ ਸਾਬਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਪੈਰਲਲ ਪਲੇਟ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਬਾਰੇ ਲੇਖ ਵਿੱਚ, ਫਾਰਮੂਲਾ C = A ε _{o / d ਲਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪੁਟੈਂਸ਼ਲ ਬਾਰੇ ਲੇਖ ਵਿੱਚ ਫਾਰਮੂਲਾ V = E d ਦੱਸਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਪਹਿਲਾਂ, ਫਾਰਮੂਲਾ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪੁਟੈਂਸ਼ਲ ਊਰਜਾ, PE = 1/2 CV} ² ਤੋਂ ਲਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ।

PE = ਬਿਜਲੀ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ, A = ਸਤ੍ਹਾ ਖੇਤਰਫਲ, d = ਦੂਰੀ, A d = ਆਇਤਨ, E = ਬਿਜਲੀ ਖੇਤਰ, PE / A d = ਬਿਜਲੀ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਆਇਤਨ = ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ।

ਉਪਰੋਕਤ ਫਾਰਮੂਲਾ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਵਿੱਚ ਸਪੇਸ ਦੇ ਪ੍ਰਤੀ ਯੂਨਿਟ ਆਇਤਨ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਦੇ ਵਰਗ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਕੰਡਕਟਰ ਦੀਆਂ ਦੋ ਪਲੇਟਾਂ ਜਾਂ ਸ਼ੀਟਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ εo (ਵੈਕਿਊਮ ਦੀ ਅਨੁਮਤੀ) ਨੂੰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਅਨੁਮਤੀ (ε) ਨਾਲ ਬਦਲ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਦਾ ਇਹ ਸਮੀਕਰਨ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਪਲੇਟਾਂ ਦੇ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਦੇ ਸਮੀਕਰਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਇਹ ਸਮੀਕਰਨ ਉਹਨਾਂ ਸਾਰੀਆਂ ਸਪੇਸਾਂ 'ਤੇ ਵੀ ਲਾਗੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।