कॅपेसिटरची क्षमता काय ठरवते?

कॅपेसिटर विद्युत उर्जेच्या तात्पुरत्या संचयनासाठी डिझाइन केले आहे संभाव्य उर्जेच्या स्वरूपात सकारात्मक आणि नकारात्मक विद्युत शुल्कांमध्ये विभाजित केले जाते, म्हणजेच त्यांच्या दरम्यानच्या जागेत विद्युत क्षेत्राच्या स्वरूपात. त्यानुसार, इलेक्ट्रिक कॅपेसिटरमध्ये तीन मुख्य घटक असतात: दोन कंडक्टिंग प्लेट्स, ज्यावर चार्ज कॅपेसिटरमध्ये वेगळे चार्जेस असतात आणि प्लेट्सच्या दरम्यान एक डायलेक्ट्रिक थर असतो.

कॅपेसिटर प्लेट्स, या इलेक्ट्रिकल उत्पादनाच्या प्रकारावर अवलंबून, वेगवेगळ्या प्रकारे बनवता येतात, ज्यामध्ये साध्या अॅल्युमिनियम प्लेट्सपासून ते कागदाच्या आंतरलेयरसह रोलवर जखमेच्या, रासायनिक ऑक्सिडाइज्ड प्लेट्स किंवा मेटालाइज्ड डायलेक्ट्रिक लेयरपर्यंत. कोणत्याही परिस्थितीत, डायलेक्ट्रिकचा एक थर आणि एक प्लेट आहे ज्यामध्ये ते घट्टपणे निश्चित केले जाते - हे मुळात एक कॅपेसिटर आहे.

डायलेक्ट्रिक कागद, अभ्रक, पॉलीप्रॉपिलीन, टॅंटलम किंवा आवश्यक डायलेक्ट्रिक स्थिर आणि विद्युत शक्तीसह इतर योग्य विद्युत इन्सुलेट सामग्री असू शकते.

तुम्हाला माहिती आहेच की, अवकाशात विभक्त केलेल्या विद्युत शुल्काची उर्जा ही चार्ज केलेल्या बॉडीज U मधील संभाव्य फरकाने (एका शरीरातून दुसर्‍या शरीरात) विस्थापित केलेल्या प्रभाराच्या गुणाकाराच्या गुणानुरूप असते.

तर, कॅपेसिटर प्लेट्सवरील विभक्त शुल्काची ऊर्जा केवळ विभक्त शुल्काच्या संख्येवर अवलंबून नाही तर त्याच्या प्लेट्स आणि डायलेक्ट्रिकच्या पॅरामीटर्सवर देखील अवलंबून असते, कारण डायलेक्ट्रिक, ध्रुवीकरण झाल्यावर, विद्युत क्षेत्राच्या स्वरूपात ऊर्जा साठवते, ज्याची ताकद कॅपेसिटरच्या प्लेट्सवर स्थित विभक्त शुल्कांमधील संभाव्य फरक U निर्धारित करते.

कारण अंतराळात विभक्त केलेल्या शुल्कांमधील संभाव्य फरक विद्युत क्षेत्राच्या ताकदीवर आणि त्यांच्यातील अंतरावर अवलंबून असतो. वास्तविक — जेव्हा कॅपेसिटरचा विचार केला जातो तेव्हा चार्ज केलेल्या प्लेट्समधील डायलेक्ट्रिकच्या जाडीवर.

त्याच वेळी, प्लेट्स A च्या ओव्हरलॅपचे क्षेत्रफळ जितके जास्त असेल आणि डायलेक्ट्रिकचा निरपेक्ष (आणि सापेक्ष) डायलेक्ट्रिक स्थिरांक जितका जास्त असेल तितके जास्त - प्लेट्सवर स्थित विभक्त शुल्क एकमेकांकडे आकर्षित होतील - अधिक त्यांची संभाव्य उर्जा महत्त्वपूर्ण आहे—त्या कॅपेसिटरला चार्ज करण्यासाठी EMF स्त्रोताला अधिक काम करावे लागेल.

इलेक्ट्रॉन्स एका प्लेटमधून दुसर्‍या प्लेटमध्ये हस्तांतरित करण्याच्या प्रक्रियेत शुल्क वेगळे करून, EMF चा स्त्रोत कॅपेसिटर चार्ज करण्यासाठी नेमके इतके काम करतो, ज्याची रक्कम समान असेल. चार्ज केलेल्या कॅपेसिटरची ऊर्जा.

या खंडिततेसह, चार्ज केलेल्या कॅपेसिटरची उर्जा, प्लेटमधून प्लेटवर हस्तांतरित केलेल्या शुल्काच्या रकमेव्यतिरिक्त, (ते भिन्न असू शकते) प्लेट्स A च्या ओव्हरलॅपिंग क्षेत्रावर, प्लेट्स d मधील अंतरावर अवलंबून असेल. , आणि डायलेक्ट्रिक e च्या निरपेक्ष डायलेक्ट्रिक स्थिरांकावर.

विशिष्ट कॅपेसिटरच्या बांधणीचे हे निर्धारित करणारे मापदंड स्थिर असतात, त्यांच्या एकूण गुणोत्तराला कॅपेसिटर C चे कॅपॅसिटन्स म्हणता येईल. मग आपण विश्वासाने म्हणू शकतो की कॅपेसिटर C ची कॅपॅसिटन्स प्लेट्स A च्या आच्छादित क्षेत्रावर अवलंबून असते. , d आणि dielectric constant e मधील अंतरावर.

जर आपण फ्लॅट कॅपेसिटरचा विचार केला तर या पॅरामीटर्सवरील कॅपेसिटन्सचे अवलंबित्व समजणे खूप सोपे आहे.

त्याच्या प्लेट्सच्या ओव्हरलॅपचे क्षेत्रफळ जितके जास्त असेल तितकी कॅपेसिटरची क्षमता जास्त असेल, कारण शुल्क मोठ्या क्षेत्रावर परस्पर क्रिया करतात.

प्लेट्समधील अंतर जितके कमी असेल (खरे तर डायलेक्ट्रिक लेयरची जाडी), कॅपेसिटरची क्षमता जास्त असेल, कारण चार्जेसच्या परस्परसंवादाची शक्ती जसजशी जवळ येते तसतसे वाढते.

प्लेट्समधील डायलेक्ट्रिकचा डायलेक्ट्रिक स्थिरांक जितका जास्त असेल तितकी कॅपेसिटरची कॅपॅसिटन्स जास्त असेल, कारण प्लेट्समधील इलेक्ट्रिक फील्डची ताकद जास्त असेल.

हे देखील पहा:इलेक्ट्रिकल सर्किट्समध्ये कॅपेसिटर का वापरले जातात? आणिकॅपेसिटर आणि बॅटरी - काय फरक आहे?