සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයේ අර්ථ දැක්වීම
සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක් යනු සමාන්තර තහඩු හෝ සන්නායක තහඩු දෙකකින් සමන්විත ධාරිත්‍රකයකි, සෑම තහඩුවකටම එකම හරස්කඩ ප්‍රදේශයක් (A) ඇති අතර වම් පස ඇති පින්තූරයේ මෙන් තහඩු දෙක යම් දුරකින් (d) වෙන් කර ඇත. මෙම ලිපියෙන්, සන්නායක තහඩු දෙක රික්තයකින් වෙන් කර ඇති බව උපකල්පනය කරන්න. පින්තූරයේ, සන්නායක තහඩු වලින් එකක් ධන ලෙස ආරෝපණය වී ඇති අතර (+Q) අනෙක් සන්නායක තහඩුව සෘණ ලෙස ආරෝපණය වී ඇති අතර (-Q), එහිදී එක් එක් තහඩුවේ විද්‍යුත් ආරෝපණ ප්‍රමාණය සමාන වේ.
සන්නායක තහඩු දෙක අතර විද්‍යුත් ආරෝපණයේ වෙනස විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් සහ ඒවා අතර විභව වෙනසක් නිර්මාණය කරයි. ධන ආරෝපිත තහඩුවට වැඩි විභවයක් ඇති අතර සෘණ ආරෝපිත තහඩුවට අඩු විභවයක් ඇත. විද්‍යුත් විභවය පිළිබඳ ලිපියේ පැහැදිලි කර ඇති පරිදි , ධාරිත්‍රක තහඩු දෙක අතර විභව වෙනසක් තිබේ නම්, ධාරිත්‍රකයේ විද්‍යුත් විභව ශක්තියක් ඇත. ධාරිත්‍රකයක ගබඩා කර ඇති විද්‍යුත් විභව ශක්තියට බොහෝ භාවිතයන් ඇත.
සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක ධාරණාවට බලපාන සාධක
ධාරිත්‍රක මුලින් ආරෝපණය කර නොමැති හෝ විද්‍යුත් වශයෙන් උදාසීන වේ. ඒවා ආරෝපණය කිරීම සඳහා, කේබල් භාවිතයෙන් බැටරියක් වැනි වෝල්ටීයතා ප්‍රභවයකට සම්බන්ධ කිරීමෙන් ඒවා ආරෝපණය කෙරේ. එක් සන්නායක තහඩුවක් බැටරියේ ධන අග්‍රයට සම්බන්ධ කර ඇති අතර අනෙක් සන්නායක තහඩුව සෘණ අග්‍රයට සම්බන්ධ කර ඇත.
සමාන ආරෝපණ විකර්ෂණය කරන බවත්, ආරෝපණ මෙන් නොව ආකර්ෂණය වන බවත් මතක තබා ගන්න. ඉලෙක්ට්‍රෝන සෘණ ආරෝපිත වන අතර ඒවා පරමාණුවේ මතුපිට පිහිටා ඇති නිසා පහසුවෙන් චලනය වන අතර ප්‍රෝටෝන ධන ආරෝපිත වන අතර ඒවා න්‍යෂ්ටියේ පිහිටා ඇති නිසා චලනය විය නොහැක. සන්නායක තහඩුවක ඇති ප්‍රෝටෝන ගණන ඉලෙක්ට්‍රෝන ගණන ඉක්මවා ගියහොත්, තහඩුව ධන ආරෝපිත වේ. අනෙක් අතට, ඉලෙක්ට්‍රෝන ගණන ප්‍රෝටෝන ගණන ඉක්මවා ගියහොත්, තහඩුව සෘණ ආරෝපිත වේ.
ධාරිත්‍රකය බැටරියට සම්බන්ධ කළ පසු, බැටරියේ ධන ධ්‍රැවය ධන ලෙස ආරෝපණය වී සන්නායක තහඩුවෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන ආකර්ෂණය කර ගන්නා අතර, බැටරියේ සෘණ ධ්‍රැවය සෘණ ලෙස ආරෝපණය වී සන්නායක තහඩුවට ඉලෙක්ට්‍රෝන විකර්ෂණය කරයි. බැටරිය සහ සන්නායක තහඩුව අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන මාරු කිරීම නිසා ඉලෙක්ට්‍රෝන අහිමි වන සන්නායක තහඩුව ධන ලෙස ආරෝපණය වන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන ලබා ගන්නා සන්නායක තහඩුව සෘණ ලෙස ආරෝපණය වේ. සන්නායක තහඩු දෙක අතර විද්‍යුත් විභව වෙනස බැටරි පර්යන්ත දෙක අතර විද්‍යුත් විභව වෙනසට සමාන වූ විට ඉලෙක්ට්‍රෝන මාරු කිරීම නතර වේ.
ධාරිත්‍රක විද්‍යුත් ආරෝපණය සහ විභව ශක්තිය ගබඩා කරයි . ධාරිත්‍රකයක විද්‍යුත් ආරෝපණය සහ විභව ශක්තිය ගබඩා කිරීමේ හැකියාව මැනීම ධාරණාව ලෙස හැඳින්වේ. ගබඩා කරන ලද විද්‍යුත් ආරෝපණය වැඩි වන තරමට විභව ශක්තිය වැඩි වන අතර ධාරිතාව වැඩි වේ. සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක ධාරණාවට බලපාන සාධක මොනවාද?
- සන්නායක තහඩුවේ මතුපිට ප්‍රමාණය
සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රක ඒවායේ සන්නායක තහඩු මත විද්‍යුත් ආරෝපණ ගබඩා කරයි. කුඩා තහඩු මතුපිට ප්‍රදේශයක් යනු කුඩා ආරෝපණයක් ගබඩා කිරීමයි; විශාල තහඩු මතුපිට ප්‍රදේශයක් යනු විශාල ආරෝපණයක් ගබඩා කිරීමයි. සන්නායක තහඩු මත වැඩි ආරෝපණයක් ගබඩා වන තරමට ධාරිත්‍රකයේ විද්‍යුත් විභව ශක්තිය වැඩි වේ. එබැවින්, ධාරිත්‍රකයේ විද්‍යුත් විභව ශක්තිය වැඩි වන තරමට එහි ධාරිතාව වැඩි වේ. මෙම සමාලෝචනය මත පදනම්ව, ධාරිත්‍රකයේ ධාරිතාව (C) සන්නායක තහඩු (A) මතුපිට ප්‍රදේශයට සමානුපාතික බව නිගමනය කළ හැකිය.
- සන්නායක තහඩු දෙක අතර දුර
සන්නායක තහඩු දෙක අතර විභව වෙනස බැටරියේ ධ්‍රැව දෙක අතර විභව වෙනසට සමාන වූ පසු ඉලෙක්ට්‍රෝන චලනය නතර වේ. සන්නායක තහඩු දෙකෙහි විද්‍යුත් ආරෝපණය වැඩි වන්නේ කෙසේද? එක් ක්‍රමයක් නම් සන්නායක දෙක අතර දුර අඩු කිරීමයි (d අඩු කරන්න). සන්නායක දෙක සමීපයට ගෙන එන විට, විද්‍යුත් ආරෝපණ ප්‍රමාණය නියතව පවතින අතර එමඟින් විද්‍යුත් ආරෝපණයෙන් නිපදවන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය නියත අගයක් ගනී. V = E d සමීකරණය මත පදනම්ව, විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය (E) නියත වන විට, සන්නායක තහඩු දෙක අතර දුර අඩු වුවහොත් විද්‍යුත් විභව වෙනස (V) අඩු වේ (d).
බැටරියේ අග්‍ර දෙක අතර විභව වෙනසට වඩා අඩු වන තෙක් සන්නායක තහඩු දෙක අතර විභව වෙනස අඩු වේ. මෙය එක් එක් සන්නායක තහඩුවේ විද්‍යුත් ආරෝපණය වැඩි වන තෙක් ඉලෙක්ට්‍රෝන නැවත චලනය වීමට හේතු වේ. තහඩු දෙක අතර විභව වෙනස බැටරියේ අග්‍ර දෙක අතර විභව වෙනසට සමාන වූ පසු ඉලෙක්ට්‍රෝන චලනය නතර වේ.
සන්නායක තහඩු දෙක අතර දුර අඩු කළ විට, එක් එක් තහඩුවේ විද්‍යුත් ආරෝපණය වැඩි වන අතර එමඟින් ධාරිත්‍රකයේ විද්‍යුත් විභව ශක්තිය ද වැඩි වේ. ධාරිත්‍රකයේ විද්‍යුත් විභව ශක්තිය වැඩි වුවහොත්, ධාරිත්‍රකයේ ධාරිතාව ද වැඩි වේ. දුර අඩු කළහොත්, ආරෝපණය වැඩි වන අතර එමඟින් ධාරණාව වැඩි වේ, දුර වැඩි කළහොත්, ආරෝපණය අඩු වන අතර එමඟින් ධාරණාව අඩු වේ. ධාරිත්‍රකයේ (C) ධාරිතාව සන්නායක තහඩු දෙක අතර දුරට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික බව නිගමනය කළ හැකිය (d).
සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක් සඳහා ධාරිත්‍රක සමීකරණය
මීට පෙර, සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක ධාරණ අගයට බලපාන දේවල් පැහැදිලි කර ඇත. සමීකරණ භාවිතා කරමින් ගණනය කිරීම් හරහා ධාරණ අගය පැහැදිලිව දැනගත හැකිය. ගවුස්ගේ නියමය භාවිතයෙන් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය තීරණය කිරීම පිළිබඳ ලිපියේදී, විද්‍යුත් ආරෝපිත සන්නායක තහඩුවක් අසල විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය ගණනය කිරීමේ සූත්‍රය E = σ/ε o වන අතර, එහිදී σ = Q/A වන බැවින් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර සමීකරණය E = Q/A ලෙස වෙනස් වේ: ε o = Q/A x 1/ε o = Q/Aε o . විද්‍යුත් විභව සමීකරණය V = E d වන අතර, එහිදී E = Q/Aε o වන බැවින් සමීකරණය V = Qd/Aε o ලෙස වෙනස් වේ. ධාරණ සමීකරණය C = Q/ V වන අතර, එහිදී V = Qd/Aε o වන බැවින් ධාරණ සමීකරණය C = Q: Qd/Aε o වන බැවින් ධාරණ සමීකරණය C = Q: Qd/Aε o = Q x Aε o /Qd = Aε o /d වේ.
C = A ε o / d ධාරණ සමීකරණය මත පදනම්ව , ධාරණාව (C) පෘෂ්ඨීය වර්ගඵලයට (A) සමානුපාතික වන අතර සන්නායක තහඩු දෙක අතර දුර (d) ට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වන බව නිගමනය කළ හැක.
සූත්‍ර විස්තරය: E = විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය, σ = ආරෝපණ ඝනත්වය, ε o = හිස් අවකාශයේ පාරමිතාව = 8,85 x 10 -12 F/m, Q = විද්‍යුත් ආරෝපණය, A = සන්නායක තහඩුවේ මතුපිට ප්‍රමාණය, V = විද්‍යුත් විභව වෙනස.
