متوازی پلیٹ کیپسیٹر کی تعریف
متوازی پلیٹ کاپاکیٹر ایک کپیسیٹر ہے جو دو متوازی کنڈکٹر پلیٹوں پر مشتمل ہوتا ہے، ہر پلیٹ میں مساوی کراس سیکشنل ایریا (A) اور دو پلیٹیں ایک مخصوص فاصلے (d) سے الگ ہوتی ہیں، جیسا کہ بائیں شکل میں دکھایا گیا ہے۔ کنڈکٹر پلیٹوں میں سے ایک مثبت چارج ہوتی ہے (+Q) جبکہ دوسری کنڈکٹر پلیٹ منفی چارج ہوتی ہے (-Q)، جہاں کی مقدار برقی چارج ہر پلیٹ پر برابر ہے. تاکہ چارج ہوا کے مالیکیول کی طرف نہ جائے، کپیسیٹر ماحول سے الگ ہو جاتا ہے، اور دو پلیٹوں کے درمیان ایک خلا ہوتا ہے۔
دونوں کنڈکٹر پلیٹوں میں برقی چارجز کی اقسام میں فرق ایک برقی میدان اور دو پلیٹوں کے درمیان برقی ممکنہ فرق پیدا کرتا ہے۔ مثبت طور پر چارج ہونے والی پلیٹ میں بجلی کی صلاحیت زیادہ ہوتی ہے، جبکہ منفی چارج والی پلیٹ میں بجلی کی صلاحیت کم ہوتی ہے۔ جیسا کہ برقی پوٹینشل کے موضوع میں وضاحت کی گئی ہے، اگر کپیسیٹر کی دو پلیٹوں کے درمیان برقی پوٹینشل کا فرق ہے، تو کپیسیٹر میں برقی پوٹینشل انرجی موجود ہے۔ کیپسیٹرز میں ذخیرہ شدہ برقی ممکنہ توانائی کے بہت سے استعمال ہوتے ہیں۔
متوازی پلیٹ کیپیسیٹر کی گنجائش کو متاثر کرنے والے عوامل
پہلے کیپسیٹر برقی طور پر چارج یا برقی طور پر غیر جانبدار نہیں ہوتا ہے۔ چارج کیے جانے کے لیے، کیپسیٹر کو چارج کرنا کیپسیٹر کو وولٹیج کے ذریعہ سے جوڑ کر کیا جاتا ہے جیسے کیبل کا استعمال کرتے ہوئے بیٹری۔ کنڈکٹر پلیٹوں میں سے ایک بیٹری کے مثبت قطب سے منسلک ہے، جبکہ دوسری کنڈکٹر پلیٹ بیٹری کے منفی قطب سے منسلک ہے۔
یاد رکھیں کہ جیسے چارجز ایک دوسرے کو پیچھے ہٹاتے ہیں، جبکہ چارجز کے برعکس ایک دوسرے کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں۔ الیکٹران منفی طور پر چارج ہوتے ہیں اور حرکت میں آسان ہوتے ہیں کیونکہ وہ ایٹم کی سطح پر ہوتے ہیں، جبکہ پروٹون مثبت طور پر چارج ہوتے ہیں اور حرکت نہیں کر سکتے کیونکہ وہ ایٹم نیوکلئس پر ہوتے ہیں۔ اگر کنڈکٹر پلیٹ میں الیکٹرانوں سے زیادہ پروٹون ہوتے ہیں، تو پلیٹ مثبت طور پر چارج ہوتی ہے، اس کے برعکس، اگر الیکٹران کی تعداد پروٹون سے زیادہ ہو، تو پلیٹ منفی چارج ہو جاتی ہے۔
کیپسیٹر کے بیٹری سے منسلک ہونے کے بعد، بیٹری کا مثبت پول مثبت طور پر چارج ہوتا ہے۔ تاکہ یہ کنڈکٹر پلیٹ سے الیکٹرانوں کو کھینچ لے، جبکہ بیٹری کے منفی قطب کو منفی طور پر چارج کیا جائے تاکہ وہ کنڈکٹر پلیٹ میں الیکٹرانوں کو مسترد کردے۔ بیٹری اور کنڈکٹر پلیٹ کے درمیان برقی نقل مکانی کی وجہ سے کنڈکٹر پلیٹ الیکٹران کو مثبت طور پر چارج ہونے سے محروم کر دیتی ہے، اور کنڈکٹر پلیٹ منفی چارج ہونے کے لیے الیکٹران حاصل کرتی ہے۔ دو کنڈکٹر پلیٹوں کے درمیان برقی پوٹینشل فرق کے دو بیٹری کے کھمبوں کے درمیان برقی پوٹینشل فرق کے برابر ہونے کے بعد الیکٹران کی حرکت رک جاتی ہے۔
الیکٹرک چارج اور برقی ممکنہ توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے کپیسیٹر فنکشن ۔ الیکٹرک چارج اور برقی پوٹینشل انرجی کو ذخیرہ کرنے کے لیے کپیسیٹر کی صلاحیت کا سائز کپیسیٹینس کہلاتا ہے۔ جتنی زیادہ بجلی ذخیرہ کی جاتی ہے، ذخیرہ شدہ برقی ممکنہ توانائی بھی زیادہ ہوتی ہے، کپیسیٹر کی گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوتی ہے۔ کون سے عوامل متوازی پلیٹ کیپیسیٹر کی گنجائش کو متاثر کرتے ہیں؟
کنڈکٹر پلیٹ کی سطح کا رقبہ
متوازی پلیٹ کیپسیٹر کنڈکٹر پلیٹ پر برقی چارج کو محفوظ کرتا ہے۔ اگر پلیٹ کی سطح کا رقبہ چھوٹا ہے تو تھوڑا سا برقی چارج ذخیرہ کیا جاتا ہے، بصورت دیگر اگر پلیٹ کی سطح کا رقبہ بڑا ہے تو بہت زیادہ برقی چارج ذخیرہ کیا جاتا ہے۔ کنڈکٹر پلیٹ پر جتنے زیادہ برقی چارجز محفوظ ہوں گے، اتنی ہی زیادہ برقی ممکنہ توانائی کیپسیٹر کے پاس ہوگی۔ لہذا، کپیسیٹر کی برقی پوٹینشل انرجی جتنی زیادہ ہوگی، کپیسیٹر کی گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ اس جائزے کی بنیاد پر، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ کپیسیٹر (C) کی گنجائش کنڈکٹر پلیٹ (A) کی سطح کے رقبے کے متناسب ہے۔
دو موصل پلیٹوں کے درمیان فاصلہ
دو کنڈکٹر پلیٹوں کے درمیان ممکنہ فرق کے دو بیٹری کے کھمبوں کے درمیان ممکنہ فرق کے برابر ہونے کے بعد الیکٹران کی منتقلی رک جاتی ہے۔ آپ دونوں کنڈکٹر پلیٹوں پر برقی چارج کیسے بڑھاتے ہیں؟ ایک طریقہ یہ ہے کہ دو کنڈکٹرز کے درمیان فاصلے کو کم کیا جائے (ڈی کو کم سے کم کرنا)۔ جب دونوں کنڈکٹرز کو قریب لایا جاتا ہے تو، برقی چارج کی مقدار باقی رہتی ہے تاکہ برقی چارج سے پیدا ہونے والا برقی فیلڈ طے ہو۔ مساوات V = E d کی بنیاد پر، جب الیکٹرک فیلڈ (E) مستقل ہو تو برقی پوٹینشل فرق (V) کم ہو جاتا ہے اگر دو موصل پلیٹوں کے درمیان فاصلہ کم ہو جائے (d)۔
دو کنڈکٹر پلیٹوں کے درمیان ممکنہ فرق کو کم کیا جاتا ہے تاکہ یہ دو بیٹری کے کھمبوں کے درمیان ممکنہ فرق سے چھوٹا ہو۔ یہ الیکٹرانوں کی دوبارہ نقل مکانی کا سبب بنتا ہے جب تک کہ ہر موصل پلیٹ کا برقی چارج بڑھ نہ جائے۔ دو پلیٹوں کے درمیان ممکنہ فرق دو بیٹری کے کھمبوں کے درمیان ممکنہ فرق کے برابر ہونے کے بعد الیکٹران کی منتقلی رک جاتی ہے۔
جب دو موصل پلیٹوں کے درمیان فاصلہ کم ہو جاتا ہے، تو ہر پلیٹ پر برقی چارج بڑھ جاتا ہے تاکہ کپیسیٹر کی برقی پوٹینشل انرجی بھی بڑھ جائے۔ اگر کپیسیٹر کی برقی ممکنہ توانائی بڑھ جاتی ہے، تو کپیسیٹر کی گنجائش بھی بڑھ جاتی ہے۔ اگر فاصلہ کم ہو جائے تو چارج بڑھ جاتا ہے تاکہ گنجائش بڑھ جائے، جب 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۔
متوازی پلیٹ کیپیسیٹر کی گنجائش کی مساوات
اس سے پہلے، متوازی پلیٹ کیپسیٹرز کی گنجائش کو متاثر کرنے والی چیزوں کی وضاحت کی جا چکی ہے۔ مساوات کا استعمال کرتے ہوئے کیپیسیٹینس قدر کو حساب کے ذریعے واضح طور پر جانا جا سکتا ہے۔ Gauss کے قانون کا استعمال کرتے ہوئے برقی میدان کا تعین کرنے کے موضوع میں، برقی طور پر چارج شدہ موصل پلیٹ کے قریب برقی میدان کا حساب لگانے کا فارمولا E = σ / ε ہےo، جہاں σ = Q/A تاکہ برقی میدان کی مساوات E = Q/A میں بدل جائے: εo = Q/A x 1/εo = Q/A εo. برقی پوٹینشل کی مساوات V = E d ہے، جہاں E = Q/A ε ہے۔o تاکہ مساوات V = Q d/A ε میں بدل جائے۔o. اہلیت کی مساوات C = Q/V ہے، جہاں V = Q d/A ε ہے۔o تاکہ اہلیت کی مساوات C = Q: Q d/A ε میں بدل جائے۔o = Q x A εo / Q d = A εo / ڈی
Capacitance C = A ε o /d کی مساوات کی بنیاد پر یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ capacitance (C) سطح کے رقبہ (A) کے متناسب ہے اور دو موصل پلیٹوں کے درمیان فاصلے (d) کے الٹا متناسب ہے۔
E = الیکٹرک فیلڈ، σ = چارج کی کثافت، ε o = ویکیوم پرمٹٹیویٹی = 8.85 x 10 -12 F/m، Q = الیکٹرک چارج، A = کنڈکٹر پلیٹ کا سطحی رقبہ، V = الیکٹرک ممکنہ فرق۔
