متوازی پلیٹ کیپسیٹر کی تعریف
ایک متوازی پلیٹ کپیسیٹر ایک کپیسیٹر ہے جو دو متوازی پلیٹوں یا کنڈکٹر پلیٹوں پر مشتمل ہوتا ہے، ہر پلیٹ میں ایک ہی کراس سیکشنل ایریا (A) اور دو پلیٹیں ایک مخصوص فاصلے (d) سے الگ ہوتی ہیں، جیسا کہ بائیں طرف کی تصویر میں ہے۔ اس آرٹیکل میں، فرض کریں کہ دو کنڈکٹر پلیٹیں ایک خلا سے الگ ہو گئی ہیں۔ تصویر میں، کنڈکٹر پلیٹوں میں سے ایک مثبت چارج (+Q) ہے جبکہ دوسری کنڈکٹر پلیٹ منفی چارج ہے (-Q)، جہاں ہر پلیٹ پر برقی چارج کی مقدار یکساں ہے۔
دو چلانے والی پلیٹوں کے درمیان برقی چارج میں فرق ایک برقی میدان اور ان کے درمیان ممکنہ فرق پیدا کرتا ہے۔ مثبت چارج شدہ پلیٹ میں زیادہ صلاحیت ہوتی ہے، جبکہ منفی چارج والی پلیٹ میں کم صلاحیت ہوتی ہے۔ جیسا کہ الیکٹرک پوٹینشل پر مضمون میں وضاحت کی گئی ہے ، اگر دو کپیسیٹر پلیٹوں کے درمیان ممکنہ فرق ہے، تو کپیسیٹر میں برقی ممکنہ توانائی موجود ہے۔ ایک کپیسیٹر میں ذخیرہ شدہ برقی ممکنہ توانائی کے بہت سے استعمال ہوتے ہیں۔
متوازی پلیٹ کیپیسیٹر کی گنجائش کو متاثر کرنے والے عوامل
Capacitors ابتدائی طور پر غیر چارج شدہ، یا برقی طور پر غیر جانبدار ہوتے ہیں۔ ان کو چارج کرنے کے لیے، انہیں وولٹیج کے ذریعہ، جیسے کہ بیٹری، کیبلز کا استعمال کرتے ہوئے جوڑ کر چارج کیا جاتا ہے۔ ایک کنڈکٹر پلیٹ بیٹری کے مثبت ٹرمینل سے منسلک ہے، جبکہ دوسری کنڈکٹر پلیٹ منفی ٹرمینل سے منسلک ہے۔
یاد رکھیں کہ جیسے چارجز پیچھے ہٹتے ہیں، جبکہ چارجز کے برعکس متوجہ ہوتے ہیں۔ الیکٹران منفی طور پر چارج ہوتے ہیں اور آسانی سے حرکت کرتے ہیں کیونکہ وہ ایٹم کی سطح پر واقع ہوتے ہیں، جبکہ پروٹون مثبت طور پر چارج ہوتے ہیں اور حرکت نہیں کرسکتے کیونکہ وہ نیوکلئس میں واقع ہوتے ہیں۔ اگر کسی کنڈکٹنگ پلیٹ پر پروٹون کی تعداد الیکٹران کی تعداد سے زیادہ ہو تو پلیٹ مثبت چارج ہو جاتی ہے۔ اس کے برعکس، اگر الیکٹرانوں کی تعداد پروٹون کی تعداد سے زیادہ ہو، تو پلیٹ منفی چارج ہو جاتی ہے۔
کیپسیٹر کے بیٹری سے منسلک ہونے کے بعد، بیٹری کا مثبت قطب مثبت طور پر چارج ہوتا ہے، جو کنڈکٹر پلیٹ سے الیکٹرانوں کو اپنی طرف متوجہ کرتا ہے، جب کہ بیٹری کا منفی قطب منفی طور پر چارج ہوتا ہے، جو الیکٹرانوں کو کنڈکٹر پلیٹ میں پیچھے ہٹاتا ہے۔ بیٹری اور کنڈکٹر پلیٹ کے درمیان الیکٹران کی منتقلی کی وجہ سے کنڈکٹر پلیٹ جو الیکٹران کھو دیتی ہے مثبت چارج ہو جاتی ہے اور کنڈکٹر پلیٹ جو الیکٹران وصول کرتی ہے وہ منفی چارج ہو جاتی ہے۔ الیکٹران کی منتقلی اس وقت رک جاتی ہے جب دو کنڈکٹر پلیٹوں کے درمیان برقی ممکنہ فرق دو بیٹری ٹرمینلز کے درمیان برقی ممکنہ فرق کے برابر ہو۔
Capacitors برقی چارج اور ممکنہ توانائی ذخیرہ کرتے ہیں ۔ ایک کپیسیٹر کی برقی چارج اور ممکنہ توانائی کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کا پیمانہ Capacitance کہلاتا ہے۔ ذخیرہ شدہ برقی چارج جتنا زیادہ ہوگا، ممکنہ توانائی اتنی ہی زیادہ ہوگی، اور گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ کیا عوامل متوازی پلیٹ کیپیسیٹر کی گنجائش کو متاثر کرتے ہیں؟
- کنڈکٹر پلیٹ کا سطحی علاقہ
متوازی پلیٹ کیپسیٹرز اپنی چلانے والی پلیٹوں پر برقی چارج محفوظ کرتے ہیں۔ ایک چھوٹی پلیٹ سطح کے علاقے کا مطلب ہے کہ تھوڑا سا چارج ذخیرہ کیا جاتا ہے؛ ایک بڑی پلیٹ کی سطح کے علاقے کا مطلب ہے کہ ایک بڑا چارج ذخیرہ کیا جاتا ہے. کنڈکٹنگ پلیٹوں پر جتنا زیادہ چارج ذخیرہ ہوگا، کپیسیٹر کی برقی ممکنہ توانائی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ لہذا، کپیسیٹر کی برقی ممکنہ توانائی جتنی زیادہ ہوگی، اس کی گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ اس جائزے کی بنیاد پر، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ کپیسیٹر کی گنجائش (C) کنڈکٹنگ پلیٹس (A) کی سطح کے رقبے کے متناسب ہے۔
- دو کنڈکٹر پلیٹوں کے درمیان فاصلہ
دو کنڈکٹر پلیٹوں کے درمیان ممکنہ فرق بیٹری کے دو قطبوں کے درمیان ممکنہ فرق کے برابر ہونے کے بعد الیکٹران کی حرکت رک جاتی ہے۔ دو کنڈکٹر پلیٹوں پر برقی چارج کیسے بڑھ سکتا ہے؟ ایک طریقہ یہ ہے کہ دو کنڈکٹرز کے درمیان فاصلے کو کم کیا جائے (ڈی کو کم کریں)۔ جب دونوں کنڈکٹرز کو ایک دوسرے کے قریب لایا جاتا ہے تو، برقی چارج کی مقدار مستقل رہتی ہے تاکہ برقی چارج سے پیدا ہونے والے برقی فیلڈ کی ایک مستقل قدر ہو۔ مساوات V = E d کی بنیاد پر، جب برقی میدان (E) مستقل ہوتا ہے، برقی پوٹینشل فرق (V) کم ہو جاتا ہے اگر دو موصل پلیٹوں کے درمیان فاصلہ کم ہو جائے (d)۔
دو چلانے والی پلیٹوں کے درمیان ممکنہ فرق اس وقت تک کم ہو جاتا ہے جب تک کہ یہ بیٹری کے دو ٹرمینلز کے درمیان ممکنہ فرق سے کم نہ ہو۔ اس کی وجہ سے الیکٹران دوبارہ حرکت میں آتے ہیں جب تک کہ ہر کنڈکٹنگ پلیٹ پر برقی چارج نہ بڑھ جائے۔ جب دو پلیٹوں کے درمیان ممکنہ فرق بیٹری کے دو ٹرمینلز کے درمیان ممکنہ فرق کے برابر ہو جاتا ہے تو الیکٹران کی حرکت رک جاتی ہے۔
جب دو کنڈکٹر پلیٹوں کے درمیان فاصلہ کم ہو جاتا ہے، تو ہر پلیٹ پر برقی چارج بڑھ جاتا ہے تاکہ کپیسیٹر میں برقی پوٹینشل انرجی بھی بڑھ جائے۔ اگر capacitor میں برقی ممکنہ توانائی بڑھ جاتی ہے تو Capacitor کی capacitance بھی بڑھ جاتی ہے۔ اگر فاصلہ کم ہو جائے تو چارج اتنا بڑھ جاتا ہے کہ گنجائش بڑھ جائے، اگر فاصلہ بڑھ جائے تو چارج کم ہو جاتا ہے تاکہ گنجائش کم ہو جائے۔ یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ کپیسیٹر (C) کی گنجائش دو موصل پلیٹوں (d) کے درمیان فاصلے کے الٹا متناسب ہے۔
ایک متوازی پلیٹ کپیسیٹر کے لیے اہلیت کی مساوات
اس سے پہلے، ان چیزوں کی وضاحت کی گئی ہے جو متوازی پلیٹ کیپیسیٹر کی اہلیت کی قدر کو متاثر کرتی ہیں۔ اہلیت کی قدر کو مساوات کا استعمال کرتے ہوئے حساب کے ذریعے واضح طور پر جانا جا سکتا ہے۔ Gauss کے قانون کا استعمال کرتے ہوئے برقی میدان کا تعین کرنے کے مضمون میں، برقی طور پر چارج شدہ موصل پلیٹ کے قریب برقی میدان کا حساب لگانے کے فارمولے پر تبادلہ خیال کیا گیا ہے E = σ/ε o ہے ، جہاں σ = Q/A ہے تاکہ برقی میدان کی مساوات E = Q/A : ε o = Q/A x 1/ε o = Q میں بدل جائے ۔ برقی پوٹینشل مساوات V = E d ہے، جہاں E = Q/Aε o تاکہ مساوات V = Qd/Aε o میں بدل جائے ۔ اہلیت کی مساوات C = Q/V ہے، جہاں V = Qd/Aε o تاکہ اہلیت کی مساوات C = Q میں بدل جائے : Qd/Aε o = Q x Aε o /Qd = Aε o /d۔
اہلیت کی مساوات C = A ε o /d کی بنیاد پر یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ اہلیت (C) سطح کے رقبہ (A) کے متناسب ہے اور دو موصل پلیٹوں کے درمیان فاصلے (d) کے الٹا متناسب ہے۔
فارمولہ کی تفصیل: E = برقی میدان، σ = چارج کثافت، ε o = خالی جگہ کی اجازت = 8,85 x 10 -12 F/m، Q = الیکٹرک چارج، A = کنڈکٹر پلیٹ کا سطحی رقبہ، V = برقی ممکنہ فرق۔
