மின்கடத்தாப்

மின்காப்புப் பொருள் என்பது மின்தேக்கியில் உள்ள கடத்தியின் இரண்டு தகடுகளைப் பிரிக்கும் ஒரு மின்காப்புப் பொருளாகும். மின்காப்புப் பொருட்கள் என்பவை மின்சாரத்தைக் கடத்த முடியாத பொருட்களாகும், எடுத்துக்காட்டாக, நெகிழி, கண்ணாடி, காகிதம் அல்லது மரம். மின்காப்புப் பொருளின் செயல்பாடு, மின்தேக்குத்திறனை அதிகரிப்பதாகும், இதன் மூலம் மின்தேக்கியானது அதிக மின்னூட்டத்தையும் நிலை மின்னழுத்தத்தையும் சேமிக்க முடியும்.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளும் ஒன்றையொன்று தொடாமல் இருந்தால், மின்னூட்டம் ஒரு கடத்தியிலிருந்து மற்றொன்றிற்குச் செல்லாது. அதேபோல், மின்னூட்டம் கடத்தியிலிருந்து காற்றுக்குச் செல்லாமல் இருக்க, இரண்டு கடத்திகளுக்கு இடையேயான இடைவெளி வெற்றிடமாக இருக்க வேண்டும். இணைத் தகடு பற்றிய தலைப்பில், வெற்றிடத்தால் பிரிக்கப்பட்ட இணைத் தகடு மின்தேக்கிகளின் மின்தேக்குத்திறன் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளது. வெற்றிடத்தில் உள்ள மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனுக்கு வரம்புகள் உள்ளன, எனவே மின்தேக்குத்திறனை அதிகரிக்க, இரண்டு தகடுகளுக்கு இடையில் மின்காப்புப் பொருளை வைக்க வேண்டும்.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்தம் குறைவதால், மின்காப்புப் பொருள் மின்தேக்கத்தை அதிகரிக்கிறது.

இரண்டு தகடுகளுக்கு இடையில் மின்காப்புப் பொருள் வைக்கப்பட்ட பிறகு, மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் ஏன் அதிகரிக்கிறது? இந்தக் கேள்விக்கான பதிலைக் கண்டறிய, முதலில், மின் மின்னூட்டம் பற்றிய பாடத்தை நினைவில் கொள்ளுங்கள். ஒத்த மின் மின்னூட்டங்கள் ஒன்றையொன்று விலக்கும், அதேசமயம் மாறுபட்ட மின் மின்னூட்டங்கள் ஒன்றையொன்று ஈர்க்கும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நேர்மின் மின்னூட்டம் ஒரு எதிர்மின் மின்னூட்டத்தை ஈர்க்கிறது, ஆனால் ஒரு நேர்மின் மின்னூட்டத்தை விலக்குகிறது. அப்படியானால், எதிர்மின் மின்னூட்டம் கொண்ட பிளாஸ்டிக்குகள், மின்னூட்டம் இல்லாத சிறிய காகிதத் துண்டுகளை ஏன் ஈர்க்கின்றன? காகிதத் துண்டு மின்னூட்ட முனைவாக்கத்திற்கு உள்ளாவதால் இது நிகழ்கிறது.

காகிதம் போன்ற மின்காப்புப் பொருட்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், மின்கடத்திப் பொருட்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்களைப் போல சுதந்திரமாக நகர முடியாது. எனவே, எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற பிளாஸ்டிக்கை காகிதத் துண்டின் அருகில் கொண்டு வரும்போது, ​​அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்டிருக்கும் எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற பிளாஸ்டிக்கிலிருந்து விலக்கித் தள்ளப்படுகின்றன. இதனால், காகிதத்தில் உள்ள எதிர்மின்னூட்டம் மற்றும் நேர்மின்னூட்டம் ஆகியவை முனைவாக்கம் அடைகின்றன. காகிதத்தில் உள்ள எதிர்மின்னூட்டம் பிளாஸ்டிக்கிலிருந்து அதிக தொலைவிலும், நேர்மின்னூட்டம் பிளாஸ்டிக்கிற்கு அருகாமையிலும் அமைகிறது. பின்னர், காகிதம் பிளாஸ்டிக்கிற்கு அருகில் நகரும் வரை, பிளாஸ்டிக்கில் உள்ள எதிர்மின்னூட்டம், காகிதத் துண்டில் உள்ள நேர்மின்னூட்டத்தை இழுக்கிறது.

காகிதத் துண்டுகளில் நிகழும் மின்னூட்ட முனைவாக்கச் செயல்முறையானது, மின்காப்புப் பொருளில் நிகழும் மின்னூட்ட முனைவாக்கத்தைப் போன்றது. எடுத்துக்காட்டாக, இடது பக்கப் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, தொடக்கத்தில் மின்னூட்டம் பெற்ற இரண்டு கடத்திகள் மட்டுமே இருந்தன. இடது தட்டு நேர்மின்னூட்டம் பெற்றதாகவும், வலது தட்டு 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. அதேபோல், வலது தகட்டில் உள்ள எதிர்மின் சுமையானது அருகிலுள்ள மின்காப்புப் பரப்பில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை விலக்குகிறது. ஒரு மின்காப்பானான மின்காப்புப் பொருளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், ஒரு கடத்தியில் உள்ள எலக்ட்ரான்களைப் போல சுதந்திரமாக நகர முடியாது. எனவே, எலக்ட்ரான்கள் அணுக்களுடன் பிணைந்தே இருக்கின்றன, ஆனால் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, எதிர்மின் சுமையுடைய எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் நேர்மின் சுமையுடைய புரோட்டான்களுக்கு இடையே ஒரு முனைவாக்கம் ஏற்படுகிறது.

மின்காப்பு அணுக்களின் வலது பக்கத்தில் நேர்மின் சுமையும், இடது பக்கத்தில் எதிர்மின் சுமையும் இருப்பதால், வலமிருந்து இடமாக ஒரு மின்புலம் உருவாகிறது. இது, கடத்தித் தகட்டின் மீதுள்ள இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும் மின்சுமையால் உருவாகும் மின்புலத்தை வலுவிழக்கச் செய்கிறது. எனவே, கடத்தியின் இரண்டு தகடுகளில் உள்ள மின்சுமை குறைவதால் மின்புலம் குறையவில்லை, மாறாக மின்காப்புப் பொருளில் எதிர் திசையில் மின்புலம் தோன்றுவதால்தான் அது குறைகிறது. மின்காப்புப் பொருள் விடுவிக்கப்பட்டால், கடத்தியின் இரண்டு தகடுகளில் உள்ள மின்சுமையால் உருவாகும் மின்புலத்தின் வலிமை மீண்டும் இயல்பு நிலைக்குத் திரும்புகிறது.

If இரு கடத்தித் தகடுகளிலும் உள்ள மின்னூட்டத்தால் உருவாகும் மின்புல வலிமை குறையும்போது, ​​இரு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்தமும் குறைகிறது. ஏனெனில், E = V / d என்ற சமன்பாட்டில் கூறப்பட்டுள்ளபடி, மின்புலம் மின்னழுத்தத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளது, இங்கு E = மின்புலம், V = மின்னழுத்தம் மற்றும் d = இரு தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரம். மின்காப்புப் பொருளுக்கு முன்பு மின்னழுத்தம் Vo ஆக இருந்தால், மின்காப்புப் பொருளுக்குப் பிறகு, மின்னழுத்தம் K என்ற காரணியால் V ஆகக் குறைகிறது.

கணிதரீதியாக, Vo = KV அல்லது V = Vo / K அல்லது K = Vo / V, இங்கு K என்பது மின்காப்பு மாறிலி. Vo> V ஆக இருப்பதால் K> 1.

கடத்திகளின் இரு தகடுகள் அல்லது தாள்களில் உள்ள மின்னூட்டத்தின் அளவு மாறாமல் இருப்பதால், இறுதி மின்னூட்டத்தின் அளவு ஆரம்ப மின்னூட்டத்தின் அளவிற்குச் சமமாக இருக்கும் (Q = Qo) என்பதைத் தயவுசெய்து கவனிக்கவும். மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் மாற்றம் பின்வரும் முறையில் கணக்கிடப்படுகிறது:

C = இறுதி மின்தேக்கம், Co = ஆரம்ப மின்தேக்கம், Q = இறுதி மின்னூட்டம், Qo = ஆரம்ப மின்னூட்டம், V = இறுதி மின்னழுத்தம், Vo = ஆரம்ப மின்னழுத்தம், K = மின்காப்பு மாறிலி

மேற்கண்ட சமன்பாட்டின் அடிப்படையில், ஆரம்ப மின்தேக்கம் (Co) குறைவாகவும், இறுதி மின்தேக்கம் (C) அதிகமாகவும் இருக்கும் என்று முடிவு செய்யப்படுகிறது. மின்தேக்கம் K என்ற காரணியால் அதிகரிக்கிறது, இங்கு K என்பது மின்காப்பு மாறிலி ஆகும். ஒவ்வொரு மின்காப்புப் பொருளின் மின்காப்பு மாறிலியின் மதிப்பும் மாறுபடும். மின்காப்பு மாறிலி (K) என்பது, ஒரு மின்காப்புப் பொருளைப் பயன்படுத்தும்போது மின்தேக்கியின் மின்தேக்கத்திற்கும், மின்காப்புப் பொருளைப் பயன்படுத்தாதபோது மின்தேக்கியின் மின்தேக்கத்திற்கும் உள்ள விகிதமாகும்.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரம் குறைவதால் மின்காப்புத் திறன் அதிகரிக்கிறது.

மற்றொரு மின்காப்புச் செயல்பாடு என்பது இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரத்தை (d) குறைப்பதாகும். இதன் மூலம், E = V / d என்ற சமன்பாட்டின்படி, இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு அல்லது தாள்களுக்கு இடையேயான மின்புலமும் மின்னழுத்தமும் (V) அதிகரிக்கின்றன. இரண்டு தகடுகளுக்கு அல்லது தாள்களுக்கு இடையேயான மின்புலமும் மின்னழுத்தமும் அதிகரித்தால், மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் அதிகரிக்கிறது.

கேள்விக்குட்பட்ட மின்தேக்கிகள் இணையாக இணைக்கப்பட்டிருந்தால், மின்தேக்குத்திறன் பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

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

மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் அதிகரிப்பதால், மின்காப்பு மின்தேக்குத்திறன் அதிகரிக்கிறது.

மின்காப்புப் பொருள் என்பது ஒரு காப்புப் பொருளால் ஆனது, அது ஒரு வலிமையான மின்புலத்தில் இருந்தால் சேதமடையும். மின்புலம் மிகவும் வலிமையாக இருந்து, அணுக்களிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றும்போது மின்காப்புச் சேதம் ஏற்படுகிறது. பின்னர் அந்த எலக்ட்ரான்கள் மற்ற அணுக்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்களைத் தாக்குவதால், மின்காப்புப் பொருளுக்குள் எலக்ட்ரான் ஓட்டம் நிகழ்கிறது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், மின்காப்புச் சேதமானது, ஒரு மின் காப்பானாக 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. 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, அது தாங்கக்கூடிய மின்புலமும், அதனால் தாங்கக்கூடிய மின்னழுத்தமும் அதிகமாக இருக்கும். கடத்தியின் இரண்டு தகடுகளால் உருவாக்கப்படும் மின்புலமும், மின்னழுத்தமும் அதிகமாக இருந்தால், கடத்தித் தகட்டால் தாங்கக்கூடிய மின்னூட்டத்தின் அளவும் அதிகமாக இருக்கும். கடத்தித் தகட்டினுள் எவ்வளவு அதிக மின்னூட்டம் உள்ளதோ, அவ்வளவு அதிகமாக மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் இருக்கும்.