மின்தேக்கி சுற்றின் சமன்பாடு பற்றிய கட்டுரை
ஒரு மின்தேக்கிக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட மின்தேக்குத்திறன் உண்டு. தேவையான மின்தேக்குத்திறன் கிடைக்கவில்லை என்றால், தேவையான மின்தேக்குத்திறனைப் பெறுவதற்காக இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மின்தேக்கிகளை இணைக்கலாம். மின்தேக்கியைச் சரியாக இணைப்பதற்கு, மின்தேக்கிச் சுற்று பற்றிய சரியான அறிவு தேவைப்படுகிறது. 🙂
படிப்பதற்கு முன் மின்தேக்கி மின்சுற்றைப் பற்றி அறிய, முதலில் பின்வரும் குறியீடுகளைப் புரிந்து கொள்ளுங்கள். மின்தேக்கி குறியீட்டில் உள்ள இரண்டு செங்குத்துக் கோடுகள், இணைத் தட்டு மின்தேக்கிகளில் உள்ள இரண்டு கடத்திகளைக் குறிக்கின்றன. மின்கலக் குறியீட்டில், ஒரு நீண்ட செங்குத்துக் கோடு உயர் மின்னழுத்தத்தையும் (+) ஒரு குட்டையான செங்குத்துக் கோடு குறைந்த மின்னழுத்தத்தையும் (-) குறிக்கிறது. மின்தேக்கி மற்றும் மின்கலக் குறியீடு இரண்டிலும் உள்ள கிடைக்கோடானது மின்வடம்பைக் குறிக்கிறது.
தொடர் சுற்று
இடது புறப் படத்தில் உள்ளவாறு இணைக்கப்பட்ட இரண்டு மின்தேக்கிகள், தொடரிணைப்பில் உள்ள மின்தேக்கிகள் என அழைக்கப்படுகின்றன. வலது புறப் படம், அந்த இரண்டு தொடரிணைப்பு மின்தேக்கிகளுக்குச் சமமான மின்தேக்குத்திறனைக் கொண்ட ஒரு சமான மின்தேக்கியாகும்.
முதலில், இரண்டு மின்தேக்கிகளும் மின்சாரம் ஏற்றப்படவில்லை. மின்கலத்துடன் இணைக்கப்பட்ட பிறகு, மின்தேக்கி C-யின் தகடு...1 மின்கலத்தின் நேர்மின்முனையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள மின்தேக்கி C நேர்மின்னூட்டம் பெறுகிறது. ஏனெனில் அதிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் வெளியேறுகின்றன.2 மின்கலத்தின் எதிர்மின்முனையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள முனை, எலக்ட்ரான்களைப் பெறுவதால் எதிர்மின்னூட்டம் பெறுகிறது. எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற எலக்ட்ரான்கள், நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற மின்கலத்தின் நேர்மின்முனையால் ஈர்க்கப்படுவதால் நகர்கின்றன.
பின்னர் இந்த எலக்ட்ரான்கள், மின்கலத்தின் எதிர்மின்முனையின் எதிர்மின் சுமையால், மின்தேக்கி C-யின் கீழ்ப்பகுதியை நோக்கி நிராகரிக்கப்படுகின்றன.2நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற மின்தேக்கி C-யின் தகடு1 மின்தேக்கி C-யின் மேற்பகுதியிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை இழுக்கிறது2 அதனால் எலக்ட்ரான்கள் மின்தேக்கி C-யின் அடிப்பகுதியை நோக்கி நகரும்1இதன் விளைவாக, மின்தேக்கி C-யின் தகடு1 எதிர்மின்னூட்டம் பெறுகிறது மற்றும் மின்தேக்கி C-யின் தகடு2 நேர்மின் சுமை பெறுகிறது.
மின்தேக்கி C-யின் மேற்புறத்திலிருந்து வெளியேறும் எதிர்மறை மின்னூட்டம்1 மின்தேக்கி C-யின் அடிப்பகுதிக்குள் நுழையும் எதிர்மறை மின்னூட்டத்தின் அளவுக்குச் சமம்.2. ஒருமற்றும் மின்தேக்கி C-யின் மீதான தகடு1 அதிலிருந்து வெளியேறும் எதிர்மறை மின்னூட்டத்திற்குச் சமமான ஒரு நேர்மறை மின்னூட்டத்தைப் பெறுகிறது. அதுபோலவே, மின்தேக்கி C-யின் கீழ்த்தட்டில் உள்ள எதிர்மறை மின்னூட்டமும்1 மின்தேக்கி C-யின் தட்டில் உள்ள நேர்மறை மின்னூட்டத்திற்குச் சமம்.2எனவே ஒவ்வொரு கடத்தித் தகட்டிலும் ஒரே அளவு மின்னூட்டம் உள்ளது, ஆனால் அதன் குறியீடு வேறுபடுகிறது, அங்கு மின்தேக்கி C-யின் மேற்பகுதி...1 + Q கட்டணம் வசூலிக்கப்படுகிறது.
மின்தேக்கி C இன் அடிப்பகுதி1 -Q மின்னூட்டம் செய்யப்பட்டுள்ளது, மின்தேக்கி C-யின் மேற்பகுதி2 +Q மின்னூட்டம் செய்யப்பட்டுள்ளது, மற்றும் மின்தேக்கி C-யின் அடிப்பகுதி2 -Q என மின்னூட்டம் செய்யப்பட்டுள்ளது. ஒரு தொடர்சுற்றில், மின்தேக்கி C-இல் உள்ள மின்னூட்டத்தின் அளவு என்ன?1 (Q1) = மின்தேக்கி C-இல் உள்ள மின்னூட்டத்தின் அளவு2 (Q2) = கேள்வி.
மின்னழுத்தத்தைப் பற்றி என்ன? ஒரு தொடர் சுற்றில், சமான மின்தேக்கியின் மின்னழுத்தம் ஒவ்வொரு மின்தேக்கியின் மின்னழுத்தத்திற்குச் சமம், V = V1 + வி2மின்தேக்கி C-யின் மின்னழுத்தம்1 வி1 = Q/C1மின்தேக்கி C இன் மின்னழுத்தம்2 வி2 = Q/C2, மற்றும் மின்தேக்கியின் மின்னழுத்தம் V = Q/C ஆகும்.
வி = வி1 + வி2
Q/C = Q/C1 + கியூ/சி2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
மூன்று மின்தேக்கிகள் தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், மேற்கண்ட சூத்திரம் பின்வருமாறு மாறும்:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
நான்கு மின்தேக்கிகள் இருந்தால், 1/C4 சேர்க்கப்படுகிறது. அதுபோலவே, ஐந்து மின்தேக்கிகள் எனத் தொடர்ந்தால். தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்ட மின்தேக்கிகளுக்கான சமான மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனைக் கண்டறிவதற்கான சூத்திரம் இதுவாகும்.
C என்று வைத்துக்கொள்வோம்1 2 மற்றும் C ஆகும்2 1 எனில், மாற்று மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன்:
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
இந்தக் கணக்கீட்டின் அடிப்படையில், மாற்று மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன், தொடரிணைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ள ஒவ்வொரு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனை விடக் குறைவானது என முடிவு செய்யப்படுகிறது.
இணை சுற்று
இடது புறப் படத்தில் உள்ளவாறு இணைக்கப்பட்ட இரண்டு மின்தேக்கிகள், இணையாக இணைக்கப்பட்ட மின்தேக்கிகள் என அழைக்கப்படுகின்றன. வலது புறப் படம், இணையாக இணைக்கப்பட்ட இரண்டு மின்தேக்கிகளின் மின்தேக்குத்திறனுக்குச் சமமான மின்தேக்குத்திறனைக் கொண்ட மாற்று மின்தேக்கியாகும்.
மின்தேக்கிகளின் தகடுகள் C1 மற்றும் சி2 இந்த இரண்டு தகடுகளும் உயர் மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டிருக்கும் வகையில், மின்கலத்தின் நேர்மின் முனையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அதே சமயம், மின்தேக்கிகள் C-யின் கீழ்த் தகடுகள்...1 மற்றும் சி2 மின்கலத்தின் எதிர்மின்முனையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளதால், இந்த இரண்டு தகடுகளும் குறைந்த மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ள ஒவ்வொரு மின்தேக்கியும், மின்கலத்தின் மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்கு (V) சமமான மின்னழுத்த வேறுபாட்டைக் கொண்டுள்ளது என்று முடிவு செய்யலாம்.1 = வி2 = V).
இணை இணைப்பில் உள்ள இரண்டு மின்தேக்கிகளை மின்கலத்துடன் இணைக்கும்போது, மின்கலத்தின் நேர்மின் முனை எலக்ட்ரான்களை மேல் தகட்டிற்கு இழுக்கிறது. அதே நேரத்தில், மின்கலத்தின் எதிர்மின் முனை எலக்ட்ரான்களைக் கீழ் தகட்டிற்குள் தள்ளுவதால், எலக்ட்ரான்கள் மேலிருந்து கீழாக நகர்கின்றன. இரண்டு தகடுகளும் எலக்ட்ரான்களை இழந்து நேர்மின்னூட்டம் பெறுகின்றன, மேலும் இரண்டு கீழ் தகடுகளும் எலக்ட்ரான்களைப் பெற்று எதிர்மின்னூட்டம் பெறுகின்றன. இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கும் இடையே உள்ள மின்னழுத்த வேறுபாடு, மின்கலத்தின் மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்குச் சமமாக இருக்கும்போது எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் நின்றுவிடுகிறது.
மின்தேக்கி C-யின் மேற்பகுதி1 மற்றும் மின்தேக்கி C இன் அடிப்பகுதி1 ஒரே மின்னூட்டத்தைச் சேமிக்கின்றன, ஆனால் எதிர் குறியைக் கொண்டுள்ளன. அதுபோலவே, மின்தேக்கி C-யின் மேல் பகுதி2 மற்றும் மின்தேக்கி C இன் கீழ் பகுதி2 ஒரே மின்னூட்டத்தைச் சேமிக்கும் ஆனால் எதிர் குறிகளைக் கொண்டிருக்கும். மின்தேக்கி C-இல் மின்னூட்டம் சேமிக்கப்பட்டால், மின்னூட்டம் C-இல் சேமிக்கப்பட்டிருக்கும்.1 Q1 மற்றும் மின் மின்னூட்டம் மின்தேக்கி C இல் சேமிக்கப்படுகிறது.2 Q2 என்பது, அப்படியானால், இணையாக இணைக்கப்பட்ட இரண்டு மின்தேக்கிகளிலும் சேமிக்கப்படும் மின்னூட்டத்தின் அளவு Q = Q ஆகும்.1 +கே2எனவே, இணையாக இணைக்கப்பட்ட மின்தேக்கிகளில் உள்ள மொத்த மின் மின்னூட்டம், ஒவ்வொரு மின்தேக்கியிலும் உள்ள மின்னூட்டத்தின் அளவிற்குச் சமமாக இருக்கும்.
இணை வரிசையில் இணைக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு மின்தேக்கியிலும் உள்ள மின் மின்னூட்டம் Q என்ற சமன்பாட்டால் கணக்கிடப்படுகிறது.1 = சி1 ΔV மற்றும் Q2 = சி2 ΔV, அதே சமயம் மாற்று மின்தேக்கியில் உள்ள பெரிய மின் மின்னூட்டம் Q = C ΔV என்ற சமன்பாட்டால் கணக்கிடப்படுகிறது. இதில் Q என்பது மின் மின்னூட்டம், C என்பது மின்தேக்கம் மற்றும் ΔV என்பது மின்னழுத்த வேறுபாடு. சமன்பாடு Q = Q1 +கே2 Q-ஐ பதிலீடு செய்வதன் மூலம் மறுவடிவமைக்கப்படுகிறது:
Q = Q1 +கே2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 + சி2)
சி = சி1 + சி2
ΔV-இன் மின்னழுத்த வேறுபாடு சமமாக இருப்பதால், அது சமன்பாட்டிலிருந்து நீக்கப்படுகிறது.
மூன்று மின்தேக்கிகள் இணையாக இணைக்கப்பட்டிருந்தால், மேலே உள்ள சூத்திரம் பின்வருமாறு மாறும்:
சி = சி1 + சி2 + சி3
நான்கு மின்தேக்கிகள் இருந்தால், C4 சேர்க்கப்படும். அதுபோலவே, ஐந்து மின்தேக்கிகள் இருந்தால், இப்படியே தொடரும். இணையாக இணைக்கப்பட்ட மின்தேக்கிகளுக்கான மாற்று மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனைக் கண்டறிவதற்கான சூத்திரம் இதுவாகும்.
C எனில்1 2 மற்றும் C ஆகும்2 1 எனில், மாற்று மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன்:
சி = சி1 + சி2 = 2 + 1 = 3
இந்தக் கணக்கீட்டின் அடிப்படையில், மாற்று மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன், இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ள ஒவ்வொரு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனை விட அதிகம் என முடிவு செய்யப்படுகிறது.
