இணைத் தட்டு மின்தேக்கி

இணைத் தட்டு மின்தேக்கியின் வரையறை

இணைத் தகடு மின்தேக்கி என்பது, இடதுபுறம் உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, சமமான குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவைக் (A) கொண்ட இரண்டு இணை கடத்தித் தகடுகளையும், ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தால் (d) பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு தகடுகளையும் கொண்ட ஒரு மின்தேக்கி ஆகும். கடத்தித் தகடுகளில் ஒன்று நேர்மின்னூட்டம் (+Q) பெற்றிருக்க, மற்றொன்று எதிர்மின்னூட்டம் (-Q) பெற்றிருக்கும், இங்கு மின்னோட்டத்தின் அளவு மின் கட்டணம் ஒவ்வொரு தட்டிலும் மின்னூட்டம் சமமாக உள்ளது. அதனால் மின்னூட்டம் காற்று மூலக்கூறுக்கு நகராது, மின்தேக்கி சுற்றுப்புறத்திலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, மேலும் இரண்டு தட்டுகளுக்கும் இடையில் வெற்றிடம் உள்ளது.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளிலும் உள்ள மின்னூட்டங்களின் வகைகளில் உள்ள வேறுபாடு, அவ்விரு தகடுகளுக்கும் இடையில் ஒரு மின்புலத்தையும் மின்னழுத்த வேறுபாட்டையும் உருவாக்குகிறது. நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற தகடு அதிக மின்னழுத்தத்தையும், எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற தகடு குறைந்த மின்னழுத்தத்தையும் கொண்டுள்ளது. மின்னழுத்தம் என்ற தலைப்பில் விளக்கியபடி, மின்தேக்கியின் இரண்டு தகடுகளுக்கும் இடையில் ஒரு மின்னழுத்த வேறுபாடு இருந்தால், அந்த மின்தேக்கியில் ஒரு மின்னழுத்த ஆற்றல் உருவாகிறது. மின்தேக்கிகளில் சேமிக்கப்படும் மின்னழுத்த ஆற்றலுக்குப் பல பயன்கள் உள்ளன.

இணைத் தட்டு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனைப் பாதிக்கும் காரணிகள்

மின்தேக்கி தொடக்கத்தில் மின்னூட்டம் பெற்றதாகவோ அல்லது மின் நடுநிலை கொண்டதாகவோ இருக்காது. அதை மின்னூட்டம் செய்ய, மின்கலம் போன்ற ஒரு மின்னழுத்த மூலத்துடன் ஒரு கம்பி வடத்தைப் பயன்படுத்தி மின்தேக்கியை இணைக்க வேண்டும். அதன் கடத்தித் தகடுகளில் ஒன்று மின்கலத்தின் நேர்மின் முனையுடனும், மற்றொன்று எதிர்மின் முனையுடனும் இணைக்கப்படுகிறது.

ஒத்த மின்னூட்டங்கள் ஒன்றை ஒன்று விலக்கும், அதே சமயம் மாறுபட்ட மின்னூட்டங்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும் என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள். எலக்ட்ரான்கள் அணுவின் மேற்பரப்பில் இருப்பதால் எதிர்மின்னூட்டம் பெற்று எளிதில் நகரக்கூடியவை, அதேசமயம் புரோட்டான்கள் அணுக்கருவில் இருப்பதால் நேர்மின்னூட்டம் பெற்று நகர முடியாதவை. ஒரு கடத்தித் தகட்டில் எலக்ட்ரான்களை விட புரோட்டான்கள் அதிகமாக இருந்தால், அந்தத் தகடு நேர்மின்னூட்டம் பெற்றது; இதற்கு மாறாக, புரோட்டான்களை விட எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதிகமாக இருந்தால், அந்தத் தகடு எதிர்மின்னூட்டம் பெற்றது.

மின்தேக்கியை மின்கலத்துடன் இணைத்த பிறகு, மின்கலத்தின் நேர்மின் முனை நேர்மறையாக மின்னூட்டம் பெறுகிறது. அதனால் அது கடத்தித் தகட்டிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கிறது, அதே நேரத்தில் மின்கலத்தின் எதிர்மின் முனை எதிர்மறையாக மின்னூட்டம் பெற்று, கடத்தித் தகட்டிற்கு எலக்ட்ரான்களை நிராகரிக்கிறது. மின்கலத்திற்கும் கடத்தித் தகட்டிற்கும் இடையே ஏற்படும் மின் இடப்பெயர்ச்சியானது, கடத்தித் தகடு எலக்ட்ரான்களை இழந்து நேர்மறையாக மின்னூட்டம் பெறவும், எலக்ட்ரான்களைப் பெற்று எதிர்மறையாக மின்னூட்டம் பெறவும் காரணமாகிறது. இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாடு, மின்கலத்தின் இரண்டு முனைகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்குச் சமமான பிறகு எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் நின்றுவிடுகிறது.

மின்தேக்கி , மின்னூட்டம் மற்றும் நிலைமின் ஆற்றலைச் சேமிக்கும் பணியைச் செய்கிறது . ஒரு மின்தேக்கி, மின்னூட்டம் மற்றும் நிலைமின் ஆற்றலைச் சேமிக்கும் திறனின் அளவே மின்தேக்குத்திறன் எனப்படும். எவ்வளவு அதிகமாக மின்சாரம் சேமிக்கப்படுகிறதோ, சேமிக்கப்படும் நிலைமின் ஆற்றலும் அவ்வளவு அதிகமாக இருக்கும், மேலும் மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனும் அவ்வளவு அதிகமாக இருக்கும். ஒரு இணைத்தட்டு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனை எந்தெந்தக் காரணிகள் பாதிக்கின்றன?

கடத்தித் தகட்டின் மேற்பரப்புப் பரப்பளவு

இணைத் தட்டு மின்தேக்கி, மின் மின்னூட்டத்தை கடத்தித் தட்டில் சேமிக்கிறது. தட்டின் மேற்பரப்பு சிறியதாக இருந்தால், சிறிதளவு மின் மின்னூட்டம் சேமிக்கப்படுகிறது; மாறாக, தட்டின் மேற்பரப்பு பெரியதாக இருந்தால், அதிக அளவு மின் மின்னூட்டம் சேமிக்கப்படுகிறது. கடத்தித் தட்டில் எவ்வளவு அதிகமாக மின் மின்னூட்டங்கள் சேமிக்கப்படுகின்றனவோ, அந்த அளவிற்கு மின்தேக்கி கொண்டிருக்கும் நிலைமின் ஆற்றல் அதிகமாக இருக்கும். எனவே, மின்தேக்கியின் நிலைமின் ஆற்றல் எவ்வளவு அதிகமாக இருக்கிறதோ, அந்த அளவிற்கு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் அதிகமாக இருக்கும். இந்த ஆய்வின் அடிப்படையில், மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் (C) கடத்தித் தட்டின் மேற்பரப்புக்கு (A) நேர் விகிதத்தில் உள்ளது என்று முடிவு செய்யலாம்.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையிலான தூரம்

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாடு, இரண்டு மின்கல முனைகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்குச் சமமான பிறகு எலக்ட்ரான்களின் பரிமாற்றம் நின்றுவிடுகிறது. இரண்டு கடத்தித் தகடுகளிலும் உள்ள மின்னூட்டத்தை எவ்வாறு அதிகரிப்பது? ஒரு வழி, இரண்டு கடத்திகளுக்கு இடையேயான தூரத்தைக் குறைப்பதாகும் (d-ஐ சிறுமமாக்குதல்). இரண்டு கடத்திகளும் நெருக்கமாகக் கொண்டுவரப்படும்போது, ​​மின்னூட்டத்தால் உருவாக்கப்படும் மின்புலம் நிலையாக இருக்கும் வகையில் மின்னூட்டத்தின் அளவு மாறாமல் இருக்கும். V = E d என்ற சமன்பாட்டின் அடிப்படையில், மின்புலம் (E) மாறிலியாக இருக்கும்போது, ​​இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரம் (d) குறைந்தால் மின்னழுத்த வேறுபாடு (V) குறைகிறது.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாடு, மின்கலத்தின் இரண்டு முனைகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாட்டை விடக் குறைவாக இருக்கும்படி குறைக்கப்படுகிறது. இதனால், ஒவ்வொரு கடத்தித் தகட்டின் மின்னூட்டம் அதிகரிக்கும் வரை, எலக்ட்ரான்கள் மீண்டும் இடம்பெயர்கின்றன. இரண்டு தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாடு, மின்கலத்தின் இரண்டு முனைகளுக்கு இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாட்டிற்குச் சமமான பிறகு, எலக்ட்ரான்களின் பரிமாற்றம் நின்றுவிடுகிறது.

இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரம் குறைக்கப்படும்போது, ​​ஒவ்வொரு தகட்டிலும் உள்ள மின்னூட்டம் அதிகரிக்கிறது, அதனால் மின்தேக்கியின் நிலை ஆற்றலும் அதிகரிக்கிறது. மின்தேக்கியின் நிலை ஆற்றல் அதிகரித்தால், மின்தேக்கியின் மின்தேக்குதிறனும் அதிகரிக்கிறது. தூரம் குறைக்கப்பட்டால், மின்னூட்டம் அதிகரித்து மின்தேக்குதிறன் அதிகரிக்கிறது; தூரம் அதிகரிக்கப்பட்டால், மின்னூட்டம் குறைந்து மின்தேக்குதிறன் குறைகிறது. எனவே, மின்தேக்கியின் மின்தேக்குதிறன் (C), இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரத்திற்கு (d) நேர்மாறு விகிதத்தில் உள்ளது என்று முடிவு செய்யலாம்.

இணைத்தட்டு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறன் சமன்பாடு

முன்னதாக, இணைத் தட்டு மின்தேக்கிகளின் மின்தேக்குத்திறனைப் பாதிக்கும் காரணிகள் விளக்கப்பட்டுள்ளன. சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி கணக்கீடுகள் மூலம் மின்தேக்குத்திறன் மதிப்பைத் தெளிவாக அறியலாம். காஸ் விதியைப் பயன்படுத்தி மின்புலத்தைக் கண்டறிவது பற்றிய ஒரு தலைப்பில், மின்னூட்டம் பெற்ற கடத்தித் தட்டின் அருகே உள்ள மின்புலத்தைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரம் E = σ / ε ஆகும்._o, இங்கு σ = Q / A என்பதால் மின்புலச் சமன்பாடு E = Q/A என மாறுகிறது: ε_o = Q/A x 1/ε_o = Q / A ε_oமின்னழுத்தத்தின் சமன்பாடு V = E d, இதில் E = Q / A ε._o அதனால் சமன்பாடு V = Q d / A ε என மாறுகிறது._oமின்தேக்கத்தின் சமன்பாடு C = Q/V ஆகும், இதில் V = Q d / A ε._o அதனால் மின்தேக்கத்தின் சமன்பாடு C = Q என மாறுகிறது: Q d / A ε_o = Q x A ε_o / Q d = A ε_o டி.

_{மின்தேக்கத்திறன் C = A ε o / d} என்ற சமன்பாட்டின் அடிப்படையில், மின்தேக்கத்திறன் (C) ஆனது மேற்பரப்புப் பரப்பிற்கு (A) நேர் விகிதத்திலும், இரண்டு கடத்தித் தகடுகளுக்கு இடையேயான தூரத்திற்கு (d) எதிர் விகிதத்திலும் இருக்கும் என்று முடிவு செய்யலாம்.

E = மின்புலம், σ = மின்னூட்ட அடர்த்தி, εo ₌ வெற்றிட மின்காப்புத்திறன் = 8.85 x 10⁻¹² ^F /m, Q = மின் மின்னூட்டம், A = கடத்தித் தகட்டின் பரப்பளவு, V = மின்னழுத்த வேறுபாடு.