ڪيپيسٽرز ۾ ذخيرو ٿيل بجلي جي توانائي بابت مضمون
ڪيپيسيٽر ٻن ڪنڊڪٽر پليٽن تي مشتمل هوندو آهي ۽ ٻن ڪنڊڪٽرن جي وچ ۾ هڪ ڊائي اليڪٽرڪ هوندو آهي. شروعات ۾، ٻئي ڪنڊڪٽر برقي طور تي غير جانبدار هوندا آهن. ڪيپيسيٽر جي ڪم ڪرڻ لاءِ، ڪنڊڪٽر جي هر پليٽ يا شيٽ کي برقي طور تي چارج ڪيو ويندو آهي، جتي هر ڪنڊڪٽر ۾ برقي چارج جي مقدار برابر هوندي آهي پر قسم ۾ مختلف هوندي آهي. فرض ڪريو ته چارج ٿيل ڪنڊڪٽرن مان هڪ Q = +10 ڪولمب آهي ، ٻيو ڪنڊڪٽر Q = -10 ڪولمب آهي. ٻنهي ڪنڊڪٽرن ۾ ساڳئي وڏي پر مخالف قسم جي برقي چارج جي موجودگي ٻن ڪنڊڪٽر پليٽن جي وچ ۾ هڪ برقي ميدان پيدا ڪري ٿي، جتي برقي ميدان جي هدايت مثبت چارج کان منفي چارج تائين هوندي آهي. ان کان علاوه، ٻنهي ڪنڊڪٽرن جي وچ ۾ هڪ برقي امڪاني فرق پڻ آهي، جتي مثبت چارج ٿيل ڪنڊڪٽرن ۾ وڌيڪ برقي صلاحيت هوندي آهي جڏهن ته منفي چارج ٿيل ڪنڊڪٽرن ۾ گهٽ برقي صلاحيت هوندي آهي.
ٻنهي ڪنڊڪٽرن کي بجليءَ سان چارج ڪرڻ لاءِ، ٻئي ڪنڊڪٽر هڪ پاور سورس سان ڳنڍيل آهن، جهڙوڪ بيٽري يا ٻيو پاور سورس. پهرين ۾، ٻئي ڪنڊڪٽر غير جانبدار آهن، جتي منفي چارج ٿيل اليڪٽران ۽ مثبت چارج ٿيل پروٽان جو تعداد برابر آهي. پوءِ اليڪٽران هڪ ڪنڊڪٽر کان ٻئي ڪنڊڪٽر ڏانهن منتقل ڪيا ويندا آهن ته جيئن جيڪو ڪنڊڪٽر اليڪٽران وڃائي ٿو اهو مثبت طور تي چارج ٿي وڃي ۽ جيڪو ڪنڊڪٽر اليڪٽران وصول ڪري ٿو اهو منفي طور تي چارج ٿي وڃي. منتقل ٿيل اليڪٽرانن جو تعداد حاصل ڪيل اليڪٽرانن جي تعداد جي برابر آهي ته جيئن هر ڪنڊڪٽر وٽ ساڳيو برقي چارج هجي. نوٽ ڪريو ته جڏهن ڪيپيسيٽر بيٽري سان ڳنڍيل هوندو آهي، ته بيٽري اليڪٽرانن کي هڪ ڪنڊڪٽر کان ٻئي ڪنڊڪٽر ڏانهن منتقل ڪرڻ جو ڪم ڪندي آهي.
هڪ ڪنڊڪٽر منفي قطب سان ڳنڍيل آهي ۽ ٻيو ڪنڊڪٽر مثبت قطب سان ڳنڍيل آهي. ٻن بيٽري پولن جي وچ ۾ برقي امڪاني فرق (V) جي موجودگي هڪ ڪنڊڪٽر کان ٻئي ڪنڊڪٽر تائين اليڪٽران (q) جي حرڪت جو سبب بڻجندي آهي. ٻن ڪنڊڪٽرن جي وچ ۾ امڪاني فرق کان پوءِ اليڪٽران جي حرڪت بند ٿي ويندي آهي جيڪا بيٽري جي امڪاني فرق جي برابر هوندي آهي. شروعات ۾، جڏهن ڪنڊڪٽر برقي طور تي چارج نه هوندو آهي، ته اليڪٽران کي منتقل ڪرڻ لاءِ ڪنهن به ڪم جي ضرورت نه پوندي آهي. هر ڪنڊڪٽر تي برقي چارج هجڻ کان پوءِ، اليڪٽران کي منتقل ڪرڻ لاءِ ڪم جي ضرورت پوندي آهي. هر ڪنڊڪٽر ۾ برقي چارج جيترو وڏو هوندو، اليڪٽران جي وچ ۾ ريپولشن فورس جي ڪري اليڪٽران کي منتقل ڪرڻ لاءِ ڪم اوترو ئي وڌيڪ هوندو.
هڪ ڪنڊڪٽر کان ٻئي ڪنڊڪٽر تائين اليڪٽرانن جي حرڪت هڪ ئي وقت نه پر بتدريج ٿيندي آهي ته جيئن ٻنهي ڪنڊڪٽرن جي وچ ۾ برقي وولٽيج به بتدريج وڌي وڃي. تنهن ڪري برقي منتقلي دوران ڪل ڪم (W) کي ڳڻڻ لاءِ، سراسري وولٽيج ويليو (V/2) استعمال ڪيو ويندو آهي. تنهن ڪري، اليڪٽرانن کي منتقل ڪرڻ لاءِ ڪيل ڪم W = Q (V/2) = 1/2 Q V آهي.
ڇاڪاڻ ته اليڪٽران کي منتقل ڪرڻ جو ڪم ڪيپيسيٽر ۾ ذخيرو ٿيل برقي امڪاني توانائي کي تبديل ڪري ٿو، ڪيپيسيٽر ۾ ذخيرو ٿيل برقي امڪاني توانائي PE = 1/2 Q V آهي.
جيئن ته Q = CV، فارمولا PE = 1/2 QV کي PE = 1/2 QV = 1/2 (CV) (V) = 1/2 CV 2 ۽ PE = 1/2 QV = 1/2 (Q) (Q/C) = 1/2 Q 2 / C ۾ تبديل ڪري سگھجي ٿو. جتي Q = برقي چارج، C = گنجائش، V = برقي وولٽيج.
برقي ميدان ۾ برقي توانائي
چارج فائلنگ جي عمل دوران، جڏهن هر ڪنڊڪٽر کي برقي طور تي چارج ٿيڻ شروع ٿئي ٿو، ٻن پليٽن يا شيٽن جي وچ ۾، هڪ برقي ميدان پيدا ٿئي ٿو. تنهن ڪري، ڪم ڪيو ويندو آهي، ڪنڊڪٽر کي برقي طور تي چارج ڪرڻ کان علاوه، اڻ سڌي طرح ٻن پليٽن يا ڪنڊڪٽرن جي شيٽن جي وچ ۾ هڪ برقي ميدان پڻ پيش ڪندو آهي. ڇاڪاڻ ته ڪم ڪيپيسيٽر ۾ ذخيرو ٿيل برقي امڪاني توانائي ۾ تبديل ٿئي ٿو، اهو سمجهي سگهجي ٿو ته توانائي برقي ميدان ۾ ذخيرو ٿيل آهي.
هيٺ ڏنل فارمولا رياضي طور تي برقي امڪاني توانائي ۽ برقي ميدان جي وچ ۾ تعلق ثابت ڪري ٿو.
متوازي پليٽ ڪيپيسيٽر بابت مضمون ۾، فارمولا C = A ε o / d حاصل ڪيو ويو آهي ۽ برقي صلاحيت بابت مضمون ۾ فارمولا V = E d بيان ڪيو ويو آهي. اڳي، فارمولا ڪيپيسيٽر ۾ ذخيرو ٿيل برقي امڪاني توانائي مان حاصل ڪيو ويو آهي، PE = 1/2 CV 2.
PE = برقي امڪاني توانائي، A = مٿاڇري جو علائقو، d = فاصلو، A d = حجم، E = برقي ميدان، PE / A d = برقي امڪاني توانائي في يونٽ حجم = توانائي جي کثافت.
مٿي ڏنل فارمولا ۾ چيو ويو آهي ته برقي ميدان ۾ خلا جي في يونٽ حجم جي برقي امڪاني توانائي برقي ميدان جي چورس جي متناسب آهي. جيڪڏهن ڪنڊڪٽر جي ٻن پليٽن يا شيٽن جي وچ ۾ هڪ ڊائي اليڪٽرڪ آهي، ته پوءِ εo (ويڪيوم جي اجازت) کي مواد جي اجازت (ε) سان تبديل ڪيو ويندو آهي. جيتوڻيڪ توانائي جي کثافت جو هي مساوات متوازي پليٽ ڪيپيسيٽر جي مساوات کي استعمال ڪندي حاصل ڪيو ويو آهي، هي مساوات انهن سڀني جڳهن تي پڻ لاڳو ٿئي ٿي جن ۾ برقي ميدان آهي.
