ද්වි විද ත්

තහඩු/සන්නායක තහඩු දෙක එකිනෙක ස්පර්ශ නොවන්නේ නම් ධාරිත්‍රකයක් ක්‍රියා කළ හැකි අතර එමඟින් විද්‍යුත් ආරෝපණය එක් සන්නායකයකින් තවත් සන්නායකයකට ගමන් නොකරයි. එලෙසම, විද්‍යුත් ආරෝපණය සන්නායකයේ සිට වාතයට ගමන් නොකිරීමට, සන්නායක දෙක අතර අවකාශය රික්තයක් විය යුතුය. සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රක පිළිබඳ ලිපියේ, සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක ධාරිතාව සාකච්ඡා කර ඇති අතර, එහිදී තහඩු දෙක රික්තයකින් වෙන් කරනු ලැබේ. රික්තයක් තුළ ධාරිත්‍රකයක ධාරිතාවයට සීමාවන් ඇත, එබැවින් ධාරණාව වැඩි කිරීම සඳහා, තහඩු/සන්නායක තහඩු දෙක අතර පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක් තබා ඇත.

ඩයලෙක්ට්‍රික් යනු ධාරිත්‍රකයක සන්නායක තහඩු දෙක වෙන් කරන පරිවාරකයකි. පරිවාරකයක් යනු ප්ලාස්ටික්, වීදුරු, කඩදාසි හෝ දැව වැනි විදුලිය සන්නයනය කළ නොහැකි ද්‍රව්‍යයකි. ඩයලෙක්ට්‍රික් එකක කාර්යය වන්නේ ධාරිතාව වැඩි කිරීම වන අතර එමඟින් ධාරිත්‍රකයට විශාල විද්‍යුත් ආරෝපණයක් සහ විභව ශක්තියක් ගබඩා කිරීමට ඉඩ සලසයි.

සන්නායක තහඩු දෙක අතර විද්‍යුත් විභවය අඩු වන නිසා ද්වි විද්‍යුත් ධාරණාව වැඩි කරයි.

තහඩු/සන්නායක තහඩු දෙක අතර පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක් තැබූ පසු ධාරිත්‍රකයක ධාරිතාව වැඩි වන්නේ ඇයි? මෙම ප්‍රශ්නයට පිළිතුර සොයා ගැනීමට, පළමුව පාඩම මතක තබා ගන්න විදුලි ආරෝපණයවිද්‍යුත් ආරෝපණ එකිනෙක විකර්ෂණය කරන අතර විද්‍යුත් ආරෝපණ මෙන් නොව එකිනෙකට ආකර්ෂණය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ධන ආරෝපණ එකිනෙක ආකර්ෂණය වේ. ද්වි විද ත් 1සෘණ ආරෝපණයක් සහිතව, නමුත් ධන ආරෝපණයකින් විකර්ෂණය කරයි. එසේ නම් සෘණ ආරෝපිත ප්ලාස්ටික් විද්‍යුත් ආරෝපණයක් නොමැති කුඩා කඩදාසි කැබලි ආකර්ෂණය කර ගත හැක්කේ ඇයි? මෙය සිදුවන්නේ කඩදාසි කැබලි ආරෝපණ ධ්‍රැවීකරණය අත්විඳින බැවිනි. කඩදාසි වැනි පරිවාරක ද්‍රව්‍යවල ඉලෙක්ට්‍රෝන සන්නායක ද්‍රව්‍යවල ඉලෙක්ට්‍රෝන මෙන් නිදහසේ චලනය විය නොහැක. එබැවින් සෘණ ආරෝපිත ප්ලාස්ටික් කඩදාසි කැබලිවලට සමීප කළ විට, පරමාණුවලට බැඳී ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන සෘණ ආරෝපිත ප්ලාස්ටික් වලින් ඉවතට විකර්ෂණය වන අතර එමඟින් කඩදාසි මත සෘණ ආරෝපණය සහ ධන ආරෝපණය ධ්‍රැවීකරණය වේ. කඩදාසි මත ඇති සෘණ ආරෝපණය ප්ලාස්ටික් වලින් තවත් ඈත් වන අතර කඩදාසි මත ඇති ධන ආරෝපණය ප්ලාස්ටික් වලට සමීප වේ. තවද, සැහැල්ලු කඩදාසි ප්ලාස්ටික් වලට සමීප වන තෙක් ප්ලාස්ටික් මත ඇති සෘණ ආරෝපණය කඩදාසි කැබලි මත ඇති ධන ආරෝපණය ආකර්ෂණය කරයි.

කඩදාසි කැබැල්ලක සිදුවන ධ්‍රැවීකරණ ක්‍රියාවලිය හෙවත් ආරෝපණ ධ්‍රැවීකරණය, පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක සිදුවන ආරෝපණ ධ්‍රැවීකරණයට සමාන වේ. උදාහරණයක් ලෙස, වම් පස ඇති රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, මුලින් ඇත්තේ විද්‍යුත් ආරෝපිත සන්නායක තහඩු දෙකක් පමණි. වම් තහඩුව ධන ආරෝපිත වන අතර දකුණු තහඩුව සෘණ ආරෝපිත වේ, එබැවින් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ දිශාව වමේ සිට දකුණට වේ.

සන්නායක තහඩු දෙක අතර පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යය තැබූ පසු, වම් තහඩුවේ ඇති ධන ආරෝපණය අසල ඇති පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය මතුපිට ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන ආකර්ෂණය කර ගන්නා අතර, දකුණු තහඩුවේ ඇති සෘණ ආරෝපණය අසල ඇති පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය මතුපිට ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන විකර්ෂණය කරයි. පරිවාරකයක් වන පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයේ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන, සන්නායකයේ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන මෙන් චලනය වීමට නිදහස නැත. එබැවින්, ඉලෙක්ට්‍රෝන පරමාණු වලට බැඳී පවතී, නමුත් පින්තූරයේ පෙන්වා ඇති පරිදි සෘණ ආරෝපිත ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ ධන ආරෝපිත ප්‍රෝටෝන ධ්‍රැවීකරණයක් පවතී. පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය පරමාණුවල දකුණු පැත්තේ ධන ආරෝපණයක් සහ පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය පරමාණුවල වම් පැත්තේ සෘණ ආරෝපණයක් පැවතීම දකුණේ සිට වමට යොමු වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් නිර්මාණය කරයි, එමඟින් වමේ සිට දකුණට යොමු වන සන්නායක තහඩුවේ විද්‍යුත් ආරෝපණය මගින් ජනනය වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය දුර්වල කරයි. එබැවින් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය අඩු වන්නේ තහඩු/සන්නායක තහඩු දෙකෙහි විද්‍යුත් ආරෝපණය අඩු වන නිසා නොව, ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට ඇති පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයේ විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් දිස්වන බැවිනි. පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යය ඉවත් කළ විට, තහඩු/සන්නායක තහඩු දෙකෙහි විද්‍යුත් ආරෝපණය මගින් ජනනය වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය එහි මුල් තත්වයට නැවත පැමිණේ.

ද්වි විද ත් 2සන්නායක තහඩු දෙකෙහි විද්‍යුත් ආරෝපණය මගින් ජනනය වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ ශක්තිය අඩු වුවහොත්, විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය නිසා සන්නායක තහඩු දෙක අතර විද්‍යුත් විභවය ද අඩු වේ.ද්වි විද ත් 3 E = V / d සමීකරණයේ සඳහන් කර ඇති පරිදි විදුලිය විද්‍යුත් විභවයට සෘජුව සමානුපාතික වේ, එහිදී E = විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය, V = විද්‍යුත් විභවය සහ d = තහඩු දෙක අතර දුර වේ. පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක් කලින් තිබුනේ නම් විද්‍යුත් විභවය V විය.o එබැවින් පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක් ඇති වූ පසු, විද්‍යුත් විභවය K සාධකයකින් V දක්වා අඩු වේ. ගණිතමය වශයෙන්, Vo = KV හෝ V = Vo / K හෝ K = Vo / V, එහිදී K = පාර විද්‍යුත් නියතය. Vo > V ඒ නිසා K>1.
තහඩු/සන්නායක පත්‍ර දෙකෙහිම විද්‍යුත් ආරෝපණ ප්‍රමාණය වෙනස් නොවන බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය, එබැවින් අවසාන ආරෝපණ ප්‍රමාණය ආරම්භක ආරෝපණ ප්‍රමාණයට සමාන වේ (Q = Qo). ධාරිත්‍රකයේ ධාරණාවෙහි වෙනස පහත සූත්‍රය භාවිතයෙන් ගණනය කෙරේ:

ද්වි විද ත් 4

සූත්‍ර විස්තරය: C = අවසාන ධාරණාව, C o = ආරම්භක ධාරණාව, Q = අවසාන ආරෝපණය, Q o = ආරම්භක ආරෝපණය, V = අවසාන විභවය, V o = ආරම්භක විභවය, K = පාර විද්‍යුත් නියතය

ඉහත සමීකරණය මත පදනම්ව, ආරම්භක ධාරිතාව (C o ) කුඩා වන අතර අවසාන ධාරිතාව (C ) විශාල බව නිගමනය කෙරේ. ධාරිතාව K ගුණයකින් වැඩි වන අතර, K යනු පාර විද්‍යුත් නියතයයි. එක් එක් පරිවාරක ද්‍රව්‍යයේ පාර විද්‍යුත් නියත අගය වෙනස් වේ. පාර විද්‍යුත් නියතය (K) යනු පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක් භාවිතා කරන විට ධාරිත්‍රකයක ධාරිතාවය පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක් භාවිතා නොකරන විට ධාරිත්‍රකයේ ධාරිතාවයට සංසන්දනය කිරීමේ ප්‍රතිඵලයකි.

සන්නායක තහඩු දෙක අතර දුර අඩු වන නිසා ද්වි විද ත් ධාරණාව වැඩි කරයි.

E = V / d සමීකරණයෙන් සඳහන් කර ඇති පරිදි සන්නායක තහඩු/තහඩු දෙක අතර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය (E) සහ විද්‍යුත් වෝල්ටීයතාවය (V) වැඩි වන පරිදි සන්නායක තහඩු දෙක අතර දුර (d) අඩු කිරීම පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයේ තවත් කාර්යයකි. තහඩු/තහඩු දෙක අතර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය සහ විද්‍යුත් වෝල්ටීයතාවය වැඩි වුවහොත් ධාරිත්‍රකයේ ධාරිතාව වැඩි වේ.
අදාළ ධාරිත්‍රකය සමාන්තර තහඩුවක් නම්, එහි ධාරිතාව පහත සූත්‍රය භාවිතයෙන් ගණනය කෙරේ:

ද්වි විද ත් 5

ඉහත සූත්‍ර දෙක මත පදනම්ව, සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක ධාරිතාව (C) තහඩු දෙක/සන්නායක පත්‍ර (d) අතර දුර අඩු කිරීමෙන් වැඩි කළ හැකි බව නිගමනය කළ හැකිය.

ධාරිත්‍රකයේ පාර විද්‍යුත් ශක්තිය වැඩි වන නිසා ද්වි විද්‍යුත් ධාරණාව වැඩි කරයි.

ද්වි විද ත් ද්‍රව්‍ය සෑදී ඇත්තේ ඉතා ශක්තිමත් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක තැබූ විට බිඳවැටීමක් අත්විඳිය හැකි පරිවාරක ද්‍රව්‍ය වලින් ය. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය ඉතා ශක්තිමත් වන විට ඉලෙක්ට්‍රෝන පරමාණු වලින් විස්ථාපනය වීමට හේතු වන විට පාර විද්‍යුත් බිඳවැටීමක් සිදු වේ, එහිදී මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන අනෙකුත් පරමාණුවල ඉලෙක්ට්‍රෝන සමඟ ගැටී පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යය තුළ ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රවාහයක් ඇති කරයි. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, පාර විද්‍යුත් බිඳවැටීම විද්‍යුත් පරිවාරකයක් වන පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යය විද්‍යුත් සන්නායකයක් බවට පත්වීමට හේතු වේ.

හානිය වළක්වා ගැනීම සඳහා, යම් පරිවාරක ද්‍රව්‍යයකින් සාදන ලද සෑම පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයකටම එයට ඔරොත්තු දිය හැකි උපරිම විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර අගයක් ඇති අතර එය පාර විද්‍යුත් ශක්තිය ලෙස හැඳින්වේ. පරිවාරක ද්‍රව්‍යයක පාර විද්‍යුත් ශක්තිය වාතයේ පාර විද්‍යුත් ශක්තියට වඩා වැඩි වන අතර සෑම පරිවාරක ද්‍රව්‍යයකටම වෙනස් පාර විද්‍යුත් ශක්තියක් ඇත, සමහරක් කුඩා වන අතර සමහරක් විශාල වේ. එබැවින් විශාල පාර විද්‍යුත් ශක්තියක් සහිත පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍යයක් භාවිතා කරන්නේ නම්, රඳවා ගත හැකි විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය වැඩි වන අතර රඳවා ගත හැකි විද්‍යුත් වෝල්ටීයතාවය ද වැඩි වේ. තහඩු/සන්නායක තහඩු දෙකෙන් ජනනය වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය සහ විද්‍යුත් වෝල්ටීයතාවය වැඩි නම්, සන්නායක තහඩුවට ඉඩ සැලසිය හැකි විද්‍යුත් ආරෝපණ ප්‍රමාණය වැඩි වේ. සන්නායක තහඩුවේ ආරෝපණය වැඩි වන තරමට, ධාරිත්‍රකයේ ධාරිතාව වැඩි වේ.

 

අදහස අත්හැර