மின்கடத்தா

இரண்டு தகடுகள்/கடத்தித் தாள்கள் ஒன்றையொன்று தொடாமல் இருந்தால், ஒரு கடத்தியிலிருந்து மற்றொன்றிற்கு மின்னூட்டம் செல்லாது. அதேபோல், கடத்தியிலிருந்து காற்றுக்கு மின்னூட்டம் செல்லாமல் இருக்க, இரண்டு கடத்திகளுக்கு இடையேயான இடைவெளி வெற்றிடமாக இருக்க வேண்டும். இணைத் தகடு மின்தேக்கிகள் பற்றிய கட்டுரையில், இரண்டு தகடுகளும் வெற்றிடத்தால் பிரிக்கப்பட்டிருக்கும் ஒரு இணைத் தகடு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளது. வெற்றிடத்தில் உள்ள ஒரு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனுக்கு வரம்புகள் உள்ளன, எனவே மின்தேக்குத்திறனை அதிகரிக்க, இரண்டு தகடுகள்/கடத்தித் தாள்களுக்கு இடையில் ஒரு மின்காப்புப் பொருள் வைக்கப்படுகிறது.

மின்காப்புப் பொருள் என்பது ஒரு மின்தேக்கியின் இரண்டு கடத்தும் தகடுகளைப் பிரிக்கும் ஒரு மின்காப்புப் பொருளாகும். மின்காப்புப் பொருள் என்பது பிளாஸ்டிக், கண்ணாடி, காகிதம் அல்லது மரம் போன்ற மின்சாரத்தைக் கடத்த முடியாத ஒரு பொருளாகும். மின்காப்புப் பொருளின் செயல்பாடு, மின்தேக்குத்திறனை அதிகரிப்பதாகும். இது மின்தேக்கியை அதிக அளவு மின்னூட்டம் மற்றும் நிலை ஆற்றலைச் சேமிக்க அனுமதிக்கிறது.

இரண்டு கடத்தும் தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்தம் குறைக்கப்படுவதால், மின்காப்புப் பொருட்கள் மின்தேக்கத்தை அதிகரிக்கின்றன.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையில் ஒரு மின்காப்புப் பொருள் வைக்கப்பட்ட பிறகு, மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் ஏன் அதிகரிக்கிறது? இந்தக் கேள்விக்கான விடையைக் கண்டறிய, முதலில் பாடத்தை நினைவுகூருங்கள். மின் மின்னூட்டம்ஒத்த மின்னூட்டங்கள் ஒன்றை ஒன்று விலக்கும், அதே சமயம் மாறுபட்ட மின்னூட்டங்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும். எடுத்துக்காட்டாக, நேர்மின்னூட்டங்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும். எதிர்மறை மின்னூட்டத்துடன் ஈர்க்கவும், நேர்மறை மின்னூட்டத்துடன் விலக்கவும் செய்கிறது. அப்படியென்றால், எதிர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட பிளாஸ்டிக்கால், மின்னூட்டம் இல்லாத சிறிய காகிதத் துண்டுகளை ஏன் ஈர்க்க முடிகிறது? காகிதத் துண்டுகள் மின்னூட்ட முனைவாக்கத்திற்கு உள்ளாவதால் இது நிகழ்கிறது. காகிதம் போன்ற மின்காப்புப் பொருட்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், மின்கடத்தும் பொருட்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்களைப் போல சுதந்திரமாக நகர முடியாது. எனவே, எதிர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட பிளாஸ்டிக்கை காகிதத் துண்டுகளுக்கு அருகில் கொண்டு வரும்போது, ​​அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மறை மின்னூட்டம் கொண்ட பிளாஸ்டிக்கிலிருந்து விலக்கப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, காகிதத்தில் உள்ள எதிர்மறை மற்றும் நேர்மறை மின்னூட்டங்கள் முனைவாக்கம் அடைகின்றன. காகிதத்தில் உள்ள எதிர்மறை மின்னூட்டம் பிளாஸ்டிக்கிலிருந்து மேலும் தொலைவில் உள்ளது, அதே சமயம் காகிதத்தில் உள்ள நேர்மறை மின்னூட்டம் பிளாஸ்டிக்கிற்கு அருகில் உள்ளது. மேலும், எடை குறைந்த காகிதம் பிளாஸ்டிக்கிற்கு அருகில் நகரும் வரை, பிளாஸ்டிக்கில் உள்ள எதிர்மறை மின்னூட்டம் காகிதத் துண்டுகளில் உள்ள நேர்மறை மின்னூட்டத்தை ஈர்க்கிறது.

ஒரு காகிதத் துண்டில் நிகழும் முனைவாக்கச் செயல்முறை, அல்லது மின்னூட்ட முனைவாக்கம், ஒரு மின்காப்புப் பொருளில் நிகழும் மின்னூட்ட முனைவாக்கத்தைப் போன்றது. எடுத்துக்காட்டாக, இடதுபுறத்தில் உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, தொடக்கத்தில் மின்னூட்டம் பெற்ற இரண்டு கடத்தித் தகடுகள் மட்டுமே உள்ளன. இடது தகடு நேர்மின்னூட்டம் பெற்றதாகவும், வலது தகடு எதிர்மின்னூட்டம் பெற்றதாகவும் இருப்பதால், மின்புலத்தின் திசை இடமிருந்து வலமாக உள்ளது.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையில் மின்காப்புப் பொருள் வைக்கப்பட்ட பிறகு, இடது தகட்டில் உள்ள நேர்மின் சுமையானது அருகிலுள்ள மின்காப்புப் பரப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கிறது, மேலும் வலது தகட்டில் உள்ள எதிர்மின் சுமையானது அருகிலுள்ள மின்காப்புப் பரப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை விலக்குகிறது. ஒரு மின்காப்பானாக இருக்கும் மின்காப்புப் பொருளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், கடத்தியில் உள்ள எலக்ட்ரான்களைப் போல சுதந்திரமாக நகர முடியாது. எனவே, எலக்ட்ரான்கள் அணுக்களுடன் பிணைந்தே இருக்கின்றன, ஆனால் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, எதிர்மின் சுமை கொண்ட எலக்ட்ரான்களுக்கும் நேர்மின் சுமை கொண்ட புரோட்டான்களுக்கும் இடையே ஒரு முனைவாக்கம் ஏற்படுகிறது. மின்காப்பு அணுக்களின் வலது பக்கத்தில் நேர்மின் சுமையும், இடது பக்கத்தில் எதிர்மின் சுமையும் இருப்பது, வலமிருந்து இடமாகச் செல்லும் ஒரு மின்புலத்தை உருவாக்குகிறது. இதன் மூலம், இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும் கடத்தித் தகட்டின் மீதான மின்சுமையால் உருவாக்கப்பட்ட மின்புலம் வலுவிழக்கிறது. எனவே, இரண்டு தகடுகள்/கடத்தித் தாள்களில் உள்ள மின்சுமை குறைவதால் மின்புலம் குறையவில்லை, மாறாக மின்காப்புப் பொருளில் எதிர் திசையில் ஒரு மின்புலம் தோன்றுவதால் மின்புலம் குறைகிறது. மின்காப்புப் பொருள் அகற்றப்படும்போது, ​​இரண்டு தகடுகள்/கடத்தித் தாள்களில் உள்ள மின்னூட்டத்தால் உருவாகும் மின்புல வலிமை அதன் அசல் நிலைக்குத் திரும்புகிறது.

இரு கடத்தித் தகடுகளில் உள்ள மின்னூட்டத்தால் உருவாகும் மின்புலத்தின் வலிமை குறைந்தால், அந்த மின்புலத்தின் காரணமாக இரு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்தமும் குறைகிறது. E = V / d என்ற சமன்பாட்டில் கூறப்பட்டுள்ளபடி, மின்சாரம் என்பது மின் அழுத்தத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளது, இதில் E = மின்புலம், V = மின் அழுத்தம் மற்றும் d = இரண்டு தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரம். முன்பு ஒரு மின்காப்புப் பொருள் இருந்திருந்தால், மின் அழுத்தம் V ஆக இருந்திருக்கும்._o எனவே, ஒரு மின்காப்புப் பொருள் வைக்கப்பட்ட பிறகு, மின்னழுத்தமானது K என்ற காரணியால் V ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது. கணிதரீதியாக, V_o = KV அல்லது V = V_o / K அல்லது K = V_o / V, இங்கு K = மின்காப்பு மாறிலி. V_o > V அதனால் K>1.
இரு தகடுகள்/கடத்தித் தாள்கள் மீதான மின்னூட்டத்தின் அளவு மாறாது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், அதனால் இறுதி மின்னூட்டத்தின் அளவு ஆரம்ப மின்னூட்டத்தின் அளவுக்குச் சமமாக இருக்கும் (Q = Q)._oமின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் மாற்றம் பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

சூத்திர விளக்கம்: C = இறுதி மின்தேக்கம், C _o = ஆரம்ப மின்தேக்கம், Q = இறுதி மின்னூட்டம், Q _o = ஆரம்ப மின்னூட்டம், V = இறுதி மின்னழுத்தம், V _o = ஆரம்ப மின்னழுத்தம், K = மின்காப்பு மாறிலி

மேற்கண்ட சமன்பாட்டின் அடிப்படையில், ஆரம்ப மின்தேக்கம் (C _o ) குறைவாகவும், இறுதி மின்தேக்கம் (C) அதிகமாகவும் இருக்கும் என்று முடிவு செய்யப்படுகிறது. மின்தேக்கமானது K என்ற காரணியால் அதிகரிக்கிறது, இங்கு K என்பது மின்காப்பு மாறிலி ஆகும். ஒவ்வொரு மின்காப்புப் பொருளின் மின்காப்பு மாறிலி மதிப்பும் வேறுபட்டது. மின்காப்பு மாறிலி (K) என்பது, ஒரு மின்காப்புப் பொருளைப் பயன்படுத்தும்போது உள்ள மின்தேக்கியின் மின்தேக்கத்தையும், மின்காப்புப் பொருளைப் பயன்படுத்தாதபோது உள்ள மின்தேக்கியின் மின்தேக்கத்தையும் ஒப்பிடுவதன் விளைவாகும்.

இரண்டு கடத்தும் தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரம் குறைக்கப்படுவதால், மின்காப்புப் பொருட்கள் மின்தேக்கத்தை அதிகரிக்கின்றன.

மின்காப்புப் பொருளின் மற்றொரு செயல்பாடு, இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரத்தை (d) குறைப்பதாகும். இதன் மூலம், E = V / d என்ற சமன்பாட்டின்படி, அந்த இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு/தாள்களுக்கு இடையே உள்ள மின்புலமும் (E) மின்னழுத்தமும் (V) அதிகரிக்கின்றன. இரண்டு தகடுகளுக்கு/தாள்களுக்கு இடையே மின்புலமும் மின்னழுத்தமும் அதிகரித்தால், மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் அதிகரிக்கும்.
குறிப்பிட்ட மின்தேக்கி ஒரு இணைத்தட்டு மின்தேக்கியாக இருந்தால், அதன் மின்தேக்குத்திறன் பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

மேற்கண்ட இரண்டு சூத்திரங்களின் அடிப்படையில், இரண்டு தகடுகள்/கடத்தித் தாள்களுக்கு இடையேயான தூரத்தை (d) குறைப்பதன் மூலம் ஒரு இணைத்தட்டு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனை (C) அதிகரிக்க முடியும் என்று முடிவு செய்யலாம்.

மின்தேக்கியின் மின்காப்பு வலிமை அதிகரிப்பதால், மின்காப்புப் பொருட்கள் மின்தேக்குத்திறனை அதிகரிக்கின்றன.

மின்காப்புப் பொருட்கள் என்பவை, மிக வலிமையான மின்புலத்தில் வைக்கப்படும்போது முறிவுக்கு உள்ளாகும் மின்காப்புப் பொருட்களால் ஆனவை. மின்புலம் மிகவும் வலிமையாக இருப்பதால், அணுக்களிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் இடம்பெயர்ந்து, அவை மற்ற அணுக்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்களுடன் மோதுகின்றன. இதனால் மின்காப்புப் பொருளுக்குள் எலக்ட்ரான் ஓட்டம் ஏற்படுகிறது. இதுவே மின்காப்பு முறிவு எனப்படுகிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், மின்காப்பு முறிவானது, ஒரு மின்காப்பானாக இருக்கும் மின்காப்புப் பொருளை, ஒரு மின் கடத்தியாக மாற்றுகிறது.

சேதத்தைத் தவிர்ப்பதற்காக, ஒரு குறிப்பிட்ட மின்காப்புப் பொருளால் செய்யப்பட்ட ஒவ்வொரு மின்காப்புப் பொருளுக்கும் அது தாங்கக்கூடிய ஒரு அதிகபட்ச மின்புல மதிப்பு உண்டு, இது மின்காப்பு வலிமை என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு மின்காப்புப் பொருளின் மின்காப்பு வலிமை, காற்றின் மின்காப்பு வலிமையை விட அதிகமாகும். மேலும், ஒவ்வொரு மின்காப்புப் பொருளுக்கும் வெவ்வேறு மின்காப்பு வலிமை உண்டு; சில சிறியதாகவும், சில பெரியதாகவும் இருக்கும். எனவே, அதிக மின்காப்பு வலிமை கொண்ட ஒரு மின்காப்புப் பொருள் பயன்படுத்தப்பட்டால், அதனால் தாங்கக்கூடிய மின்புலமும், அதனால் தாங்கக்கூடிய மின்னழுத்தமும் அதிகமாக இருக்கும். இரண்டு கடத்தித் தகடுகளால் உருவாக்கப்படும் மின்புலமும் மின்னழுத்தமும் அதிகமாக இருந்தால், கடத்தித் தகட்டால் தாங்கக்கூடிய மின்னூட்டத்தின் அளவும் அதிகமாக இருக்கும். கடத்தித் தகட்டில் எவ்வளவு அதிக மின்னூட்டம் உள்ளதோ, அவ்வளவு அதிகமாக மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் இருக்கும்.