একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটর হল একটি ভৌত ​​সরলীকরণ, যা বিদ্যুতের প্রাথমিক গবেষণা থেকে উদ্ভূত হয়, এটি এমন একটি কাঠামো যেখানে প্লেটগুলি প্লেনের আকারে থাকে এবং যেকোন বিন্দুতে সমান্তরাল থাকে।

সূত্র

মানুষ একটি সমান্তরাল-প্লেট ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স বর্ণনা করে এমন সূত্র খুঁজছে। আকর্ষণীয় এবং স্বল্প পরিচিত তথ্যের জন্য নীচে পড়ুন শুষ্ক গাণিতিক লক্ষণগুলিও গুরুত্বপূর্ণ।

ভোল্টা সর্বপ্রথম ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স নির্ণয় করেন। তার হাতে তখনও একটি পরিমাণ ছিল না - একটি সম্ভাব্য পার্থক্য যাকে ভোল্টেজ বলা হয়, কিন্তু স্বজ্ঞাতভাবে বিজ্ঞানী সঠিকভাবে ঘটনার সারাংশ ব্যাখ্যা করেছিলেন। চার্জ সংখ্যার মান বায়ুমন্ডলে বৈদ্যুতিক তরলের আয়তন হিসাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছিল - সম্পূর্ণ সঠিক নয়, তবে সত্যের অনুরূপ। ভয়েসড ওয়ার্ল্ডভিউ অনুসারে, একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স পাওয়া যায় জমে থাকা বৈদ্যুতিক তরলের আয়তনের সাথে বায়ুমণ্ডলীয় সম্ভাবনার পার্থক্যের অনুপাত হিসাবে:

সূত্রটি নকশা নির্বিশেষে যেকোনো ক্যাপাসিটরের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। সর্বজনীন হিসাবে স্বীকৃত। একটি ক্যাপাসিট্যান্স সূত্র তৈরি করা হয়েছে বিশেষ করে ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের জন্য, যা অস্তরক উপাদান এবং জ্যামিতিক মাত্রার বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে প্রকাশ করা হয়েছে:

এই সূত্রে, S প্লেটের ক্ষেত্রফল নির্দেশ করে, পক্ষের গুণফলের মাধ্যমে গণনা করা হয় এবং d প্লেটের মধ্যে দূরত্ব নির্দেশ করে। অন্যান্য চিহ্ন হল তড়িৎ ধ্রুবক (8.854 pF/m) এবং অস্তরক পদার্থের অস্তরক ধ্রুবক। ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলির একটি সঙ্গত কারণে এত বড় ক্যাপাসিট্যান্স রয়েছে: পরিবাহী দ্রবণটি অক্সাইডের একটি অত্যন্ত পাতলা স্তর দ্বারা ধাতু থেকে পৃথক করা হয়। ফলস্বরূপ, d সর্বনিম্ন হতে সক্রিয় আউট. একমাত্র নেতিবাচক হল যে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি পোলার এবং একটি এসি সার্কিটের সাথে সংযুক্ত হতে পারে না। এই উদ্দেশ্যে, অ্যানোড বা ক্যাথোডকে প্লাস বা বিয়োগ চিহ্ন দিয়ে চিহ্নিত করা হয়।

ফ্ল্যাট-প্লেট ক্যাপাসিটারগুলি আজ খুব কমই পাওয়া যায়; এগুলি প্রধানত ফিল্ম মাইক্রোস্কোপিক প্রযুক্তি, যেখানে এই ধরনের পৃষ্ঠকে প্রভাবশালী বলে মনে করা হয়। সমস্ত প্যাসিভ এবং সক্রিয় উপাদানগুলি একটি স্টেনসিলের মাধ্যমে গঠিত হয়, যা ছায়াছবির চেহারা গঠন করে। প্ল্যানার ইনডাক্টর, প্রতিরোধক এবং ক্যাপাসিটরগুলি পরিবাহী পেস্টের আকারে প্রয়োগ করা হয়।

ক্যাপাসিট্যান্স অস্তরক উপাদানের উপর নির্ভর করে প্রত্যেকটির নিজস্ব গঠন রয়েছে। এটা বিশ্বাস করা হয় যে নিরাকার পদার্থটি অমুখী ডাইপোল নিয়ে গঠিত, যা জায়গায় স্থিতিস্থাপকভাবে স্থির থাকে। যখন একটি বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়, তখন তারা ক্ষেত্ররেখা বরাবর বিপরীতমুখী হয়, টানকে দুর্বল করে। ফলস্বরূপ, প্রক্রিয়াটি বন্ধ না হওয়া পর্যন্ত চার্জ জমা হয়। প্লেটগুলি থেকে শক্তি নির্গত হওয়ার সাথে সাথে ডাইপোলগুলি তাদের জায়গায় ফিরে আসে, যার ফলে একটি নতুন অপারেটিং চক্র সম্ভব হয়। এইভাবে একটি ফ্ল্যাট-প্লেট বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিটর কাজ করে।

ইতিহাস থেকে

মহান আলেসান্দ্রো ভোল্টা সর্বপ্রথম চার্জ জমে অধ্যয়ন করেছিলেন। 1782 সালে রয়্যাল সায়েন্টিফিক সোসাইটির একটি প্রতিবেদনে, ক্যাপাসিটর শব্দটি প্রথম ব্যবহৃত হয়েছিল। ভোল্টার বোঝার মধ্যে, দুটি সমান্তরাল প্লেটের প্রতিনিধিত্বকারী ইলেক্ট্রোফোরাস ইথার থেকে বৈদ্যুতিক তরল বের করে।

প্রাচীনকালে, সমস্ত জ্ঞান বিজ্ঞানীদের মতামতে ফুটে উঠেছিল যে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে এমন কিছু রয়েছে যা যন্ত্র দ্বারা সনাক্ত করা যায় না। সবচেয়ে সহজ ইলেক্ট্রোস্কোপ ছিল যা চার্জের চিহ্ন এবং এর উপস্থিতি নির্ধারণ করতে পারে, কিন্তু পরিমাণ সম্পর্কে ধারণা দেয়নি। বিজ্ঞানীরা কেবল পশম দিয়ে শরীরের পৃষ্ঠ ঘষে এবং গবেষণার জন্য ডিভাইসটির প্রভাবের এলাকায় নিয়ে আসেন। গিলবার্ট দেখিয়েছেন যে বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বকীয় মিথস্ক্রিয়া দূরত্বের সাথে দুর্বল হয়। বিজ্ঞানীরা মোটামুটিভাবে জানতেন কী করতে হবে, কিন্তু গবেষণাটি এগোচ্ছিল না।

বায়ুমণ্ডলীয় বিদ্যুতের অনুমানটি বেঞ্জামিন ফ্র্যাঙ্কলিন দ্বারা সামনে রাখা হয়েছিল। তিনি সক্রিয়ভাবে বজ্রপাত নিয়ে অধ্যয়ন করেছিলেন এবং এই উপসংহারে এসেছিলেন যে এগুলি প্রাক্তন একীভূত শক্তির প্রকাশ। আকাশে একটি ঘুড়ি চালু করে, তিনি খেলনাটিকে একটি রেশম সুতো দিয়ে মাটিতে সংযুক্ত করেন এবং চাপের স্রাব পর্যবেক্ষণ করেন। এগুলি বিপজ্জনক পরীক্ষা, এবং বেঞ্জামিন বিজ্ঞানকে এগিয়ে নিতে বহুবার নিজের জীবনের ঝুঁকি নিয়েছিলেন। সিল্ক থ্রেড একটি স্ট্যাটিক চার্জ পরিচালনা করে - এটি স্টিফেন গ্রে দ্বারা প্রমাণিত হয়েছিল, যিনি 1732 সালে একটি বৈদ্যুতিক সার্কিট একত্রিত করেছিলেন।

ঠিক 20 বছর পরে (1752), বেঞ্জামিন ফ্র্যাঙ্কলিন প্রথম বাজ রডের নকশা প্রস্তাব করেছিলেন, যা কাছাকাছি ভবনগুলির জন্য বজ্র সুরক্ষা প্রদান করে। শুধু এটা সম্পর্কে চিন্তা করুন! - আগে, কেউ আশা করেছিল যে দুর্ঘটনাজনিত আঘাতে বাড়িটি পুড়ে যাবে। বেঞ্জামিন ফ্র্যাঙ্কলিন এক ধরনের চার্জকে ইতিবাচক (গ্লাস) এবং দ্বিতীয় ঋণাত্মক (রজন) বলার প্রস্তাব করেছিলেন। এইভাবে, পদার্থবিদরা ইলেকট্রন গতির সঠিক দিক সম্পর্কে বিভ্রান্ত হন। কিন্তু একটি ভিন্ন মতামত কোথা থেকে আসবে যখন 1802 সালে, রাশিয়ান পেট্রোভের পরীক্ষার উদাহরণ ব্যবহার করে, তারা দেখেছিল যে অ্যানোডে একটি গর্ত তৈরি হয়েছে? ফলস্বরূপ, ধনাত্মক কণাগুলি ক্যাথোডে চার্জ স্থানান্তরিত করে, কিন্তু বাস্তবে তারা বায়ু প্লাজমার আয়ন হিসাবে পরিণত হয়েছিল।

যে সময়ে ভোল্টা তার বৈদ্যুতিক ঘটনা, স্থির চার্জ এবং তাদের দুটি চিহ্নের বিষয়ে গবেষণা শুরু করেছিলেন তা ইতিমধ্যেই জানা গিয়েছিল। লোকেরা একগুঁয়েভাবে বিশ্বাস করেছিল যে "তরল" বাতাস থেকে নেওয়া হয়েছিল। এই ধারণাটি উলের সাথে অ্যাম্বার ঘষে পরীক্ষার মাধ্যমে প্ররোচিত হয়েছিল, যা জলের নীচে পুনরুত্পাদন করা যায় না। ফলস্বরূপ, এটি অনুমান করা যৌক্তিক হয়ে উঠেছে যে বিদ্যুৎ পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল থেকে একচেটিয়াভাবে আসতে পারে, যা অবশ্যই সত্য নয়। উদাহরণস্বরূপ, হামফ্রে ডেভি দ্বারা অধ্যয়ন করা অনেক সমাধান বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে।

কারণ, অতএব, ভিন্ন - জলের নীচে অ্যাম্বার ঘষার সময়, ঘর্ষণ শক্তি দশ এবং শতগুণ হ্রাস পায় এবং তরলের আয়তন জুড়ে চার্জটি ছড়িয়ে পড়ে। ফলস্বরূপ, প্রক্রিয়া শুধুমাত্র অকার্যকর হতে পরিণত. আজ, প্রতিটি উত্পাদক জানে যে তেল বায়ু ছাড়া পাইপের বিরুদ্ধে ঘর্ষণ দ্বারা বিদ্যুতায়িত হয়। অতএব, "তরল" এর জন্য বায়ুমণ্ডল একটি অপরিহার্য উপাদান হিসাবে বিবেচিত হয় না।

বিশ্বের বৃহত্তম সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটর

এই ধরনের পদ্ধতিগত কিন্তু মৌলিকভাবে ভুল ব্যাখ্যা ভোল্টাকে তার গবেষণার পথে থামাতে পারেনি। তিনি সেই সময়ের নিখুঁত জেনারেটর হিসাবে অবিরামভাবে ইলেক্ট্রোফোরাস অধ্যয়ন করেছিলেন। দ্বিতীয়টি ছিল অটো ভন গুয়েরিকের সালফার বল, এক শতাব্দী আগে (1663) উদ্ভাবিত। এর নকশা সামান্য পরিবর্তিত হয়েছিল, তবে স্টিফেন গ্রে আবিষ্কারের পরে, কন্ডাক্টর ব্যবহার করে চার্জটি সরানো শুরু হয়েছিল। উদাহরণস্বরূপ, ধাতব নিউট্রালাইজার চিরুনি ব্যবহার করা হয়।

অনেক দিন ধরেই বিজ্ঞানীরা দোলা দিয়েছিলেন। 1880 সালের ইলেক্ট্রোফোরিক মেশিনের প্রথম শক্তিশালী ডিসচার্জ জেনারেটর হিসাবে বিবেচিত হওয়ার অধিকার রয়েছে, যা একটি চাপ প্রাপ্ত করা সম্ভব করেছিল, তবে ভ্যান ডি গ্রাফ জেনারেটরে (1929) ইলেকট্রনগুলি সত্যিকারের শক্তিতে পৌঁছেছিল, যেখানে সম্ভাব্য পার্থক্য মেগাভোল্টের এককের পরিমাণ ছিল। . তুলনা করার জন্য, উইকিপিডিয়া অনুসারে, একটি বজ্র মেঘ পৃথিবীর সাথে অনেক গিগাভোল্টের সম্ভাব্য আপেক্ষিক প্রদর্শন করে (মানুষের যন্ত্রের চেয়ে তিনটি মাত্রার মাত্রা বেশি)।

যা বলা হয়েছে তার সংক্ষিপ্তসারে, আমরা একটি নির্দিষ্ট মাত্রার আত্মবিশ্বাসের সাথে বলতে পারি যে প্রাকৃতিক প্রক্রিয়াগুলি ঘর্ষণ, প্রভাব এবং অন্যান্য ধরণের দ্বারা বিদ্যুতায়নকে তাদের পরিচালনা নীতি হিসাবে ব্যবহার করে এবং একটি শক্তিশালী ঘূর্ণিঝড়কে সবচেয়ে বড় পরিচিত ফ্ল্যাট-প্লেট ক্যাপাসিটর হিসাবে বিবেচনা করা হয়। বজ্রপাত দেখায় যখন অস্তরক (বায়ুমন্ডল) প্রয়োগকৃত সম্ভাব্য পার্থক্য সহ্য করতে পারে না এবং ভেঙ্গে যায় তখন কী ঘটে। ঠিক একই জিনিসটি মানুষের দ্বারা তৈরি একটি সমান্তরাল-প্লেট ক্যাপাসিটরে ঘটবে যদি ভোল্টেজ অতিরিক্ত হতে দেখা যায়। একটি কঠিন অস্তরক ভাঙ্গন অপরিবর্তনীয়, এবং ফলস্বরূপ বৈদ্যুতিক চাপ প্রায়শই প্লেট গলে যায় এবং পণ্যের ব্যর্থতা ঘটায়।

ইলেক্ট্রোফরাস

সুতরাং, ভোল্টা প্রাকৃতিক প্রক্রিয়াগুলির একটি মডেলের অধ্যয়ন শুরু করেছিলেন। প্রথম ইলেক্ট্রোফরাস 1762 সালে আবির্ভূত হয়, যার নকশা করেছিলেন জোহান কার্ল উইলক। রয়্যাল সায়েন্টিফিক সোসাইটি (18 শতকের 70-এর দশকের মাঝামাঝি) ভোল্টার রিপোর্টের পরে ডিভাইসটি সত্যিই জনপ্রিয় হয়ে ওঠে। ভোল্টা ডিভাইসটির বর্তমান নাম দিয়েছে।

ইলেক্ট্রোফরাস পশমের টুকরো দিয়ে রাবারের ঘর্ষণ দ্বারা গঠিত ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক চার্জ জমা করতে সক্ষম। একে অপরের সমান্তরাল দুটি সমতল প্লেট নিয়ে গঠিত:

• নীচের অংশটি রাবারের একটি পাতলা টুকরো। ডিভাইসের দক্ষতার উপর ভিত্তি করে বেধ নির্বাচন করা হয়। আপনি যদি আরও শক্ত টুকরো বেছে নেন, তবে শক্তির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ অস্তরকটির অভ্যন্তরে জমা হবে তার অণুর অভিযোজনের উপর নির্ভর করে। একটি আধুনিক ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরে কী উল্লেখ করা হয়েছে, যেখানে বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য একটি অস্তরক স্থাপন করা হয়।
• পাতলা স্টিলের উপরের প্লেটটি উপরে স্থাপন করা হয় যখন ইতিমধ্যে ঘর্ষণ দ্বারা চার্জ জমে থাকে। প্রভাবের কারণে, উপরের পৃষ্ঠে অতিরিক্ত নেতিবাচক চার্জ তৈরি হয়, যা স্থল ইলেক্ট্রোডে সরানো হয়, যাতে দুটি প্লেট আলাদা হয়ে গেলে পারস্পরিক ক্ষতিপূরণ ঘটে না।

একটি সমান্তরাল-প্লেট ক্যাপাসিটরের অপারেশন নীতিটি ইতিমধ্যে পরিষ্কার। অপারেটর উল দিয়ে রাবার ঘষে, এতে নেতিবাচক চার্জ থাকে। ধাতু একটি টুকরা উপরে স্থাপন করা হয়. পৃষ্ঠগুলির উল্লেখযোগ্য রুক্ষতার কারণে, তারা স্পর্শ করে না, তবে একে অপরের থেকে দূরত্বে অবস্থিত। ফলস্বরূপ, ধাতু প্রভাব দ্বারা বিদ্যুতায়িত হয়। ইলেকট্রনগুলি রাবারের পৃষ্ঠের চার্জ দ্বারা বিকশিত হয় এবং বাইরের সমতলে চলে যায়, যেখানে অপারেটর হালকা, স্বল্প-মেয়াদী স্পর্শের মাধ্যমে গ্রাউন্ড ইলেক্ট্রোডের মাধ্যমে তাদের সরিয়ে দেয়।

ধাতব প্লেটের নীচে ধনাত্মক চার্জ থাকে। যখন দুটি পৃষ্ঠকে পৃথক করা হয়, তখন এই প্রভাবটি বজায় থাকে এবং উপাদানটিতে ইলেকট্রনের ঘাটতি পরিলক্ষিত হয়। এবং যদি আপনি ধাতব আস্তরণ স্পর্শ করেন তবে একটি স্ফুলিঙ্গ লক্ষণীয়। এই পরীক্ষাটি রাবারের একক চার্জে শত শত বার করা যেতে পারে এর পৃষ্ঠের স্থির প্রতিরোধ ক্ষমতা অত্যন্ত বেশি। এটি চার্জ ছড়াতে বাধা দেয়। বর্ণিত পরীক্ষা প্রদর্শন করে, ভোল্টা বৈজ্ঞানিক জগতের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছিলেন, কিন্তু চার্লস কুলম্বের আবিষ্কার ব্যতীত গবেষণা অগ্রসর হয়নি।

1800 সালে, আলেসান্দ্রো বিখ্যাত গ্যালভানিক শক্তির উত্স আবিষ্কার করে বিদ্যুতের ক্ষেত্রে গবেষণার বিকাশে গতি দেয়।

একটি সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরের নকশা

ইলেক্ট্রোফরাস হল প্রথম ফ্ল্যাট-প্লেট ক্যাপাসিটর যা নির্মিত হবে। এর আস্তরণ শুধুমাত্র একটি স্ট্যাটিক চার্জ সঞ্চয় করতে পারে, অন্যথায় রাবারকে বিদ্যুতায়ন করা অসম্ভব। পৃষ্ঠটি অত্যন্ত দীর্ঘ সময়ের জন্য ইলেকট্রন সঞ্চয় করে। ভোল্টা এমনকি সূর্য থেকে আয়নিত বায়ু বা অতিবেগুনী বিকিরণের মাধ্যমে একটি মোমবাতির শিখা দিয়ে তাদের অপসারণের পরামর্শ দিয়েছেন। আজ প্রতিটি স্কুলছাত্রী জানে যে ঘটনাটি জল দ্বারা সম্পন্ন হয়। সত্য, ইলেক্ট্রোফোরাস তারপর শুকানো প্রয়োজন হবে।

আধুনিক বিশ্বে, নীচের আস্তরণটি হল টেফলন আবরণ বা প্লাস্টিক। তারা স্ট্যাটিক চার্জ ভাল গ্রহণ. বায়ু একটি অস্তরক হয়. একটি আধুনিক ক্যাপাসিটরের ডিজাইনে যাওয়ার জন্য, আপনাকে উভয় প্লেট ধাতু তৈরি করতে হবে। তারপর, যখন একটিতে একটি চার্জ ঘটে, তখন বিদ্যুতায়নটি দ্বিতীয়টিতে ছড়িয়ে পড়ে এবং অন্য যোগাযোগটি গ্রাউন্ডেড হলে, জমা হওয়া শক্তি একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য সঞ্চিত হয়।

ইলেকট্রন সরবরাহ সরাসরি অস্তরক পদার্থের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, আধুনিক ক্যাপাসিটারগুলির মধ্যে রয়েছে:

1. মাইকা।
2. বায়ুবাহিত।
3. ইলেক্ট্রোলাইটিক (অক্সাইড)।
4. সিরামিক।

এই নামগুলি অস্তরক পদার্থকে নির্দেশ করে। ক্ষমতা, যা অনেক গুণ বৃদ্ধি করতে পারে, সরাসরি রচনার উপর নির্ভর করে। ডাইলেক্ট্রিকের ভূমিকা উপরে ব্যাখ্যা করা হয়েছে তাদের পরামিতি সরাসরি পদার্থের গঠন দ্বারা নির্ধারিত হয়। যাইহোক, উচ্চ কর্মক্ষমতা সহ অনেক উপকরণ তাদের অনুপযুক্ততার কারণে ব্যবহার করা যাবে না। উদাহরণস্বরূপ, জল উচ্চ অস্তরক ধ্রুবক দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।

ক্যাপাসিটর- বৈদ্যুতিক চার্জ সংরক্ষণ করার জন্য ডিজাইন করা একটি ইলেকট্রনিক উপাদান। একটি ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক চার্জ জমা করার ক্ষমতা তার প্রধান বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে -. পাত্রে

একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স (C) বৈদ্যুতিক চার্জ (Q) থেকে ভোল্টেজ (U) এর অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপ করা হয়ফ্যারাডস (F) - ব্রিটিশ পদার্থবিদ মাইকেল ফ্যারাডে-এর নামে নামকরণ করা ইউনিট।মধ্যে ক্ষমতা একটি ফরাদ(1F) চার্জের পরিমাণের সমান একটি দুল(1C), ক্যাপাসিটর জুড়ে একটি ভোল্টেজ তৈরি করে একটি ফরাদএক ভোল্ট (1V)।আসুন এটি মনে রাখা যাক (1C) সময় পরিবাহীর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত চার্জের পরিমাণের সমানএক সেকেন্ড

(1সেকেন্ড) এর একটি স্রোতে

• এক অ্যাম্পিয়ার

• (1ক)।

• যাইহোক, বেশিরভাগ ক্যাপাসিটার যে পরিমাণ চার্জ সঞ্চয় করতে পারে তার তুলনায় একটি দুল হল একটি খুব বড় পরিমাণ চার্জ।

এই কারণে, মাইক্রোফ্যারাডস (µF বা uF), ন্যানোফরাডস (nF) এবং পিকোফরাডস (pF) সাধারণত ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়।

বিভিন্ন আকার এবং অভ্যন্তরীণ কাঠামো সহ অনেক ধরণের ক্যাপাসিটার রয়েছে। আসুন সবচেয়ে সহজ এবং সবচেয়ে মৌলিক বিবেচনা করা যাক - একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটর।

একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরে দুটি সমান্তরাল কন্ডাক্টর প্লেট (প্লেট) থাকে, যা একে অপরের থেকে বায়ু বা একটি বিশেষ অস্তরক উপাদান (উদাহরণস্বরূপ, কাগজ, কাচ বা মাইকা) দ্বারা বৈদ্যুতিকভাবে নিরোধক থাকে।

ক্যাপাসিটরের চার্জ। কারেন্ট

এর উদ্দেশ্যের পরিপ্রেক্ষিতে, একটি ক্যাপাসিটর একটি ব্যাটারির মতো, কিন্তু এটি এখনও তার অপারেটিং নীতি, সর্বোচ্চ ক্ষমতা এবং চার্জিং/ডিসচার্জিং গতিতে খুব আলাদা।

আসুন একটি ফ্ল্যাট-প্লেট ক্যাপাসিটরের অপারেশনের নীতিটি বিবেচনা করি। আপনি যদি এটির সাথে একটি শক্তির উত্স সংযুক্ত করেন তবে ইলেকট্রন আকারে নেতিবাচক চার্জযুক্ত কণাগুলি একটি কন্ডাক্টর প্লেটে সংগ্রহ করতে শুরু করবে এবং আয়ন আকারে ধনাত্মক চার্জযুক্ত কণাগুলি অন্যটিতে সংগ্রহ করতে শুরু করবে। যেহেতু প্লেটগুলির মধ্যে একটি অস্তরক রয়েছে, চার্জযুক্ত কণাগুলি ক্যাপাসিটরের বিপরীত দিকে "লাফ" দিতে পারে না।

যাইহোক, ইলেকট্রন শক্তির উৎস থেকে ক্যাপাসিটর প্লেটে চলে যায়। অতএব, সার্কিটে বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রবাহিত হয়। বর্তনীতে ক্যাপাসিটর সংযোগের একেবারে শুরুতে, এর প্লেটগুলিতে সর্বাধিক খালি স্থান রয়েছে।

ফলস্বরূপ, এই মুহূর্তে প্রাথমিক স্রোত সবচেয়ে কম প্রতিরোধের সম্মুখীন হয় এবং সর্বোচ্চ।

ক্যাপাসিটরটি চার্জযুক্ত কণা দিয়ে পূর্ণ হওয়ার সাথে সাথে প্লেটের ফাঁকা জায়গা শেষ না হওয়া পর্যন্ত এবং কারেন্ট পুরোপুরি বন্ধ না হওয়া পর্যন্ত কারেন্ট ধীরে ধীরে কমে যায়।

সর্বাধিক বর্তমান মান সহ একটি "খালি" ক্যাপাসিটরের অবস্থা এবং সর্বনিম্ন বর্তমান মান সহ একটি "পূর্ণ" ক্যাপাসিটরের মধ্যবর্তী সময়কে (অর্থাৎ, এর অনুপস্থিতি) বলা হয়

ক্যাপাসিটর চার্জিং এর ট্রানজিশন পিরিয়ড।

ট্রানজিশন পিরিয়ডের সময় ক্যাপাসিটর কারেন্ট খুঁজে বের করার সূত্র হল:

• আইসি - ক্যাপাসিটর কারেন্ট

• C - ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স

• ΔVc/Δt - সময়ের সাথে ক্যাপাসিটর জুড়ে ভোল্টেজের পরিবর্তন

ক্যাপাসিটরের স্রাব

ক্যাপাসিটর চার্জ হওয়ার পরে, পাওয়ার সোর্স বন্ধ করুন এবং লোড R-এর সাথে সংযোগ করুন। যেহেতু ক্যাপাসিটরটি ইতিমধ্যেই চার্জ করা হয়েছে, এটি নিজেই একটি পাওয়ার উত্সে পরিণত হয়েছে।

লোড R প্লেটগুলির মধ্যে একটি উত্তরণ তৈরি করেছে। একটি প্লেটে জমে থাকা ঋণাত্মক চার্জযুক্ত ইলেকট্রনগুলি, অসদৃশ চার্জগুলির মধ্যে আকর্ষণ বল অনুসারে, অন্য প্লেটের ধনাত্মক চার্জযুক্ত আয়নের দিকে অগ্রসর হবে।

সংযোগ R এর মুহুর্তে, ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ ট্রানজিশন চার্জিং পিরিয়ড শেষ হওয়ার পরের মতোই থাকে।

ওহমের সূত্র অনুসারে প্রাথমিক স্রোত লোড প্রতিরোধের দ্বারা বিভক্ত প্লেটের ভোল্টেজের সমান হবে।

সার্কিটে কারেন্ট প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে ক্যাপাসিটরটি স্রাব হতে শুরু করবে। চার্জ হারিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে ভোল্টেজ কমতে শুরু করবে। অতএব, স্রোতও কমে যাবে। ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মান কমার সাথে সাথে তাদের হ্রাসের হার হ্রাস পাবে।

একটি ক্যাপাসিটরের চার্জিং এবং ডিসচার্জিং সময় দুটি পরামিতির উপর নির্ভর করে - ক্যাপাসিটরের C ক্যাপাসিট্যান্স এবং সার্কিট R-এর মোট প্রতিরোধ। চার্জিং/ডিসচার্জিং প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হবে (বর্তমান চার্জের পরিমাণ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, প্রতি ইউনিট সময় কন্ডাকটর বরাবর পাস করা হয়)। রেজিস্ট্যান্স R যত বেশি হবে কারেন্ট তত কম হবে। তদনুসারে, চার্জ করার জন্য আরও সময় লাগবে।

পণ্য RC (প্রতিরোধের সময় ক্যাপাসিট্যান্স) সময় ধ্রুবক τ (tau) গঠন করে।

একটি τ এ, ক্যাপাসিটরটি 63% দ্বারা চার্জ বা ডিসচার্জ হয়। পাঁচটি τ-এ ক্যাপাসিটর চার্জ করা হয় বা সম্পূর্ণরূপে ডিসচার্জ হয়।

• স্বচ্ছতার জন্য, আসুন মানগুলি প্রতিস্থাপন করা যাক: 20 মাইক্রোফ্যারাডের ক্ষমতা সহ একটি ক্যাপাসিটর, 1 কিলোওহমের একটি প্রতিরোধ এবং 10V এর শক্তির উত্স।

• চার্জিং প্রক্রিয়া এই মত দেখাবে:

• ক্যাপাসিটর ডিভাইস। ক্ষমতা কিসের উপর নির্ভর করে?

একটি সমান্তরাল-প্লেট ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স তিনটি প্রধান কারণের উপর নির্ভর করে:

প্লেট এলাকা - A

প্লেটের মধ্যে দূরত্ব – d

একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স প্লেটগুলির মধ্যে দূরত্বের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। এই ফ্যাক্টরের প্রভাবের প্রকৃতি ব্যাখ্যা করার জন্য, মহাকাশে চার্জের মিথস্ক্রিয়া (ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্স) এর মেকানিক্সগুলি স্মরণ করা প্রয়োজন।

যদি ক্যাপাসিটরটি বৈদ্যুতিক সার্কিটে না থাকে, তবে এর প্লেটে অবস্থিত চার্জযুক্ত কণা দুটি শক্তি দ্বারা প্রভাবিত হয়।

প্রথমটি হল একই প্লেটে প্রতিবেশী কণার মত চার্জের মধ্যে বিকর্ষণীয় বল।

দ্বিতীয়টি হল বিপরীত প্লেটে অবস্থিত কণার মধ্যে বিপরীত চার্জের আকর্ষণ বল। দেখা যাচ্ছে যে প্লেটগুলি একে অপরের যত কাছে থাকবে, বিপরীত চিহ্নের সাথে চার্জগুলির মধ্যে আকর্ষণের মোট শক্তি তত বেশি হবে এবং একটি প্লেটে তত বেশি চার্জ স্থাপন করা যেতে পারে।আপেক্ষিক অস্তরক ধ্রুবক ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্সকে প্রভাবিত করে এমন একটি সমান তাৎপর্যপূর্ণ ফ্যাক্টর হল প্লেটের মধ্যে থাকা উপাদানের সম্পত্তি যেমন

আপেক্ষিক অস্তরক ধ্রুবক ɛ . এটি একটি মাত্রাহীন শারীরিক পরিমাণ যা দেখায়একটি ডাইইলেক্ট্রিকে দুটি মুক্ত চার্জের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল একটি ভ্যাকুয়ামের চেয়ে কত গুণ কম?

উচ্চতর অস্তরক ধ্রুবক সহ উপকরণগুলি বৃহত্তর ক্যাপাসিট্যান্সের জন্য অনুমতি দেয়।

এই প্রভাব দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়

• মেরুকরণ

• - ইতিবাচক চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটর প্লেটের দিকে অস্তরক পরমাণুর ইলেকট্রনগুলির স্থানচ্যুতি।

• পোলারাইজেশন ডাইইলেকট্রিকে একটি অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে, যা ক্যাপাসিটরের সামগ্রিক সম্ভাব্য (ভোল্টেজ) পার্থক্যকে দুর্বল করে দেয়। ভোল্টেজ U ক্যাপাসিটরে চার্জ Q এর প্রবাহকে বাধা দেয়। অতএব, ভোল্টেজ কমানো ক্যাপাসিটরে আরও বৈদ্যুতিক চার্জ স্থাপন করতে সহায়তা করে।

• নীচে ক্যাপাসিটরগুলিতে ব্যবহৃত কিছু অন্তরক পদার্থের জন্য অস্তরক ধ্রুবক মানের উদাহরণ রয়েছে।

• বায়ু - 1.0005

কাগজ - 2.5 থেকে 3.5 পর্যন্ত

গ্লাস - 3 থেকে 10 পর্যন্ত মাইকা - 5 থেকে 7 পর্যন্তমেটাল অক্সাইড পাউডার - 6 থেকে 20 পর্যন্ত

এটি লক্ষ করা উচিত যে বিকল্প ভোল্টেজের সাথে কাজ করার সময়, এটি সর্বোচ্চ মান (একটি সময়ের মধ্যে সর্বোচ্চ তাত্ক্ষণিক ভোল্টেজের মান) যা বিবেচনায় নেওয়া দরকার। উদাহরণস্বরূপ, যদি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের কার্যকর ভোল্টেজ 50V হয়, তাহলে এর সর্বোচ্চ মান 70V এর বেশি হবে। তদনুসারে, 70V এর চেয়ে বেশি রেটযুক্ত ভোল্টেজ সহ একটি ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা প্রয়োজন। যাইহোক, অনুশীলনে, এটিতে প্রয়োগ করা হবে এমন সর্বোচ্চ সম্ভাব্য ভোল্টেজের কমপক্ষে দ্বিগুণ ভোল্টেজ রেটিং সহ একটি ক্যাপাসিটর ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়।

লিকেজ কারেন্ট

এছাড়াও, একটি ক্যাপাসিটর পরিচালনা করার সময়, একটি প্যারামিটার যেমন ফুটো বর্তমান হিসাবে বিবেচনা করা হয়। যেহেতু বাস্তব জীবনে প্লেটগুলির মধ্যে অস্তরক এখনও একটি ছোট স্রোত পাস করে, এটি সময়ের সাথে ক্যাপাসিটরের প্রাথমিক চার্জের ক্ষতির দিকে পরিচালিত করে।

সহজতম ক্যাপাসিটর হল দুটি ফ্ল্যাট কন্ডাক্টিং প্লেটের একটি সিস্টেম যা প্লেটের আকারের তুলনায় একটি ছোট দূরত্বে একে অপরের সমান্তরালে অবস্থিত এবং একটি অস্তরক স্তর দ্বারা পৃথক করা হয়। এই ধরনের ক্যাপাসিটর বলা হয় সমতল . একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রধানত প্লেটগুলির মধ্যে স্থানীয়করণ করা হয় (চিত্র 1.6.1); যাইহোক, একটি অপেক্ষাকৃত দুর্বল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্লেটের প্রান্তের কাছে এবং আশেপাশের স্থানেও দেখা দেয়, যাকে বলা হয় বিপথগামী ক্ষেত্র . অনেক সমস্যায়, বিপথগামী ক্ষেত্রটিকে প্রায় অবহেলা করা এবং অনুমান করা সম্ভব যে একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সম্পূর্ণরূপে এর প্লেটের মধ্যে কেন্দ্রীভূত (চিত্র 1.6.2)। কিন্তু অন্যান্য সমস্যায়, বিপথগামী ক্ষেত্রটিকে অবহেলা করলে স্থূল ত্রুটি হতে পারে, যেহেতু এটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সম্ভাব্য প্রকৃতিকে লঙ্ঘন করে ( § 1.4 দেখুন).

ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের প্রতিটি চার্জযুক্ত প্লেট পৃষ্ঠের কাছাকাছি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে, যার মডুলাসটি সম্পর্ক দ্বারা প্রকাশ করা হয়

সুপারপজিশনের নীতি অনুসারে, উভয় প্লেটের দ্বারা তৈরি ক্ষেত্রের শক্তি প্রতিটি প্লেটের শক্তি এবং ক্ষেত্রগুলির সমষ্টির সমান:

প্লেটের বাইরে, ভেক্টর এবং বিভিন্ন দিক নির্দেশিত হয়, এবং তাই ই= 0. প্লেটের সারফেস চার্জের ঘনত্ব σ সমান q / এস, কোথায় q- চার্জ, এবং এস- প্রতিটি প্লেটের এলাকা। একটি অভিন্ন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে প্লেটের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য Δφ সমান এড, কোথায় d- প্লেটগুলির মধ্যে দূরত্ব। এই সম্পর্কগুলি থেকে আমরা একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিট্যান্সের জন্য একটি সূত্র পেতে পারি:

গোলাকার এবং নলাকার ক্যাপাসিটর.

বিভিন্ন প্লেট কনফিগারেশন সহ ক্যাপাসিটরের উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে গোলাকার এবং নলাকার ক্যাপাসিটার। গোলাকার ক্যাপাসিটর ব্যাসার্ধের দুটি সমকেন্দ্রিক পরিবাহী গোলকের একটি সিস্টেম আর 1 এবং আর 2 . নলাকার ক্যাপাসিটর - ব্যাসার্ধের দুটি সমাক্ষীয় পরিবাহী সিলিন্ডারের একটি সিস্টেম আর 1 এবং আর 2 এবং দৈর্ঘ্য এল. অস্তরক ধ্রুবক ε সহ একটি অস্তরক দ্বারা ভরা এই ক্যাপাসিটরগুলির ক্যাপাসিট্যান্সগুলি সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হয়:

ক্যাপাসিটরের সমান্তরাল এবং সিরিজ সংযোগ।

ক্যাপাসিটরগুলি একে অপরের সাথে সংযুক্ত করে ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্ক গঠন করতে পারে। এ সমান্তরাল সংযোগ ক্যাপাসিটর (চিত্র 1.6.3) ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজগুলি একই: উ 1 = উ 2 = উ, এবং চার্জ সমান q 1 = গ 1 উএবং q 2 = গ 2 উ. এই ধরনের সিস্টেমকে বৈদ্যুতিক ক্ষমতার একক ক্যাপাসিটর হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে গ, চার্জ দিয়ে অভিযুক্ত q = q 1 + q 2 সমান প্লেটগুলির মধ্যে একটি ভোল্টেজে উ. এটি অনুসরণ করে

সিরিজে সংযুক্ত হলে (চিত্র 1.6.4), উভয় ক্যাপাসিটরের চার্জ সমান: q 1 = q 2 = q, এবং তাদের জুড়ে ভোল্টেজগুলি সমান এবং এই ধরনের সিস্টেমকে চার্জ দিয়ে চার্জ করা একক ক্যাপাসিটর হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে qপ্লেট মধ্যে টান সঙ্গে উ = উ 1 + উ 2. তাই,

যখন ক্যাপাসিটারগুলি সিরিজে সংযুক্ত থাকে, তখন ক্যাপাসিট্যান্সের পারস্পরিক মান যোগ করা হয়।

সমান্তরাল এবং সিরিজ সংযোগের সূত্রগুলি ব্যাটারির সাথে সংযুক্ত যেকোনো সংখ্যক ক্যাপাসিটারের জন্য বৈধ থাকে।

একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটর হল দুটি সমান্তরাল প্লেটের একটি ইলেক্ট্রোড সিস্টেম যাকে ক্যাপাসিটর প্লেট বলা হয়। প্লেটগুলির মধ্যে দূরত্ব সাধারণত তাদের দৈর্ঘ্য এবং প্রস্থের তুলনায় অনেক কম। এই ধরনের পরিস্থিতিতে, প্রায় সমস্ত চার্জ প্লেটের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের উপর প্রায় অভিন্নভাবে বিতরণ করা হয়। প্লেটগুলির মধ্যবর্তী স্থানে, প্রান্ত থেকে অনেক দূরে, ক্ষেত্রটি অভিন্ন, অর্থাৎ ক্ষেত্রের শক্তি ভেক্টর ইপ্লেটের পৃষ্ঠে ধ্রুবক এবং নির্দেশিত স্বাভাবিক। ক্ষেত্ররেখাগুলি সাধারণের সমান্তরাল সরল রেখা। এই ধরনের একটি ইলেক্ট্রোড সিস্টেম বর্ণনা করতে, আমরা একটি অক্ষ সহ একটি কার্টেসিয়ান স্থানাঙ্ক সিস্টেম প্রয়োগ করি এক্স, পৃষ্ঠের স্বাভাবিকের সমান্তরাল, এবং প্লেটগুলির মধ্যে দূরত্বের মাঝখানে ক্যাপাসিটরের কেন্দ্রে অবস্থিত উৎপত্তি। বৈদ্যুতিক স্থানচ্যুতি (1.22)-(1.23) এর সংজ্ঞা ব্যবহার করে, আমরা লিখতে পারি:

, (2.23)

যেখানে s= প্র/এস- প্লেটগুলিতে পৃষ্ঠের চার্জের ঘনত্ব, যা প্লেটের প্রান্ত থেকে একটি ধ্রুবক মান। সমস্যাটি ল্যাপ্লেস সমীকরণ (2.1) এর মৌলিক সমাধানের মাধ্যমে করা হয়েছে। এক্সপ্রেশন (2.1) এবং (2.23) তুলনা করে আমরা ইন্টিগ্রেশন ধ্রুবক নির্ধারণ করি সঙ্গে 1:

এবং (2.24)

ক্যাপাসিটরের প্লেটের মধ্যবর্তী কেন্দ্রে সম্ভাব্য j = 0 ধরুন এক্স= 0. তারপর সঙ্গে 2 = 0. ক্যাপাসিটর প্লেটের মধ্যে ভোল্টেজ হল:

, কোথায় এবং (2.25)

ইক্যুপটেনশিয়াল সারফেস হল প্লেটগুলির সমান্তরাল সমতল ( x= const)। একটি সমান্তরাল-প্লেট ক্যাপাসিটরের ক্ষেত্রকে গ্রাফিকভাবে চিত্রিত করার সময়, সমপরিমাণ সারফেসগুলির মধ্যে দূরত্ব অবশ্যই একই হতে হবে যাতে সম্ভাবনাগুলি একই পরিমাণে আলাদা হয়। ক্যাপাসিটরের চার্জ প্র= s× এস, কোথায় এস- আস্তরণের এলাকা। ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স হল

ক্যাপাসিটর কি

সংজ্ঞা

আমাদের স্মরণ করা যাক যে একটি ক্যাপাসিটর হল যে কোনো দুটি পরিবাহীর (প্লেট) সমষ্টি যার চার্জ সমান এবং চিহ্নে বিপরীত।

ক্যাপাসিটরের কনফিগারেশনটি এমন যে চার্জ দ্বারা তৈরি ক্ষেত্রটি প্লেটের মধ্যে স্থানীয়করণ করা হয়। সাধারণভাবে, একটি ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা হল:

যেখানে $(\varphi )_1-(\varphi )_2=U$ হল প্লেটের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য, যাকে ভোল্টেজ বলা হয় এবং $U$ চিহ্নিত করা হয়। ক্যাপাসিট্যান্স, সংজ্ঞা অনুসারে, একটি ধনাত্মক পরিমাণ হিসাবে বিবেচিত হয়। এটি শুধুমাত্র ক্যাপাসিটর প্লেটের জ্যামিতি, তাদের আপেক্ষিক অবস্থান এবং অস্তরক এর উপর নির্ভর করে। প্লেটগুলির আকৃতি এবং তাদের অবস্থান নির্বাচন করা হয়েছে যাতে বাহ্যিক ক্ষেত্রগুলি ক্যাপাসিটরের অভ্যন্তরীণ ক্ষেত্রকে ন্যূনতমভাবে প্রভাবিত করে। ক্যাপাসিটরের ফিল্ড লাইনগুলি ধনাত্মক চার্জ সহ একটি পরিবাহী থেকে শুরু হয়েছিল এবং একটি ঋণাত্মক চার্জ সহ একটি পরিবাহীতে শেষ হয়েছিল। ক্যাপাসিটর একটি কন্ডাক্টর হতে পারে যা একটি বদ্ধ শেল দ্বারা বেষ্টিত একটি গহ্বরে স্থাপন করা হয়।

ক্যাপাসিটারগুলির কনফিগারেশন অনুসারে, তিনটি বড় গ্রুপকে আলাদা করা যেতে পারে: সমতল, গোলাকার এবং নলাকার (প্লেটগুলির আকৃতি অনুসারে)। একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স গণনা করা হয় ক্যাপাসিটরের $ভোল্টেজ $ নির্ধারণ করার জন্য যার প্লেটে একটি পরিচিত চার্জ রয়েছে।

ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটর

একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটর (চিত্র 1) হল দুটি বিপরীত চার্জযুক্ত প্লেট যা একটি ডাইলেকট্রিকের পাতলা স্তর দ্বারা পৃথক করা হয়। এই ধরনের ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স গণনা করার সূত্রটি হল অভিব্যক্তি:

\[С=\frac(\varepsilon (\varepsilon )_0S)(d)\left(2\right),\]

যেখানে $S$ হল প্লেটের ক্ষেত্রফল, $d$ হল প্লেটের মধ্যকার দূরত্ব, $\varepsilon$ হল পদার্থের অস্তরক ধ্রুবক। $d$ যত ছোট হবে, ক্যাপাসিটরের (2) ক্যাপাসিটরের গণনাকৃত ক্যাপাসিট্যান্স তত বেশি প্রকৃত ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে মিলে যায়।

ডাইলেকট্রিকের N স্তরে ভরা একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা, i নম্বর সহ স্তরটির পুরুত্ব $d_i$ এর সমান, এই স্তরটির অস্তরক ধ্রুবক $(\varepsilon )_i$ সূত্র দ্বারা গণনা করা হয়:

গোলাকার ক্যাপাসিটর

যদি অভ্যন্তরীণ পরিবাহী একটি বল বা গোলক হয়, বাইরের বন্ধ শেলটি একটি কেন্দ্রীভূত গোলক হয়, তাহলে ক্যাপাসিটরটি গোলাকার হয়। একটি গোলাকার ক্যাপাসিটর (চিত্র 2) একটি অস্তরক দ্বারা ভরা প্লেটের মধ্যবর্তী স্থান সহ দুটি ঘনকেন্দ্রিক পরিবাহী গোলাকার পৃষ্ঠ থাকে। এর ক্ষমতা সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে:

যেখানে $R_1(\ and\ R)_2$ হল প্লেটের ব্যাসার্ধ।

নলাকার ক্যাপাসিটর

একটি নলাকার ক্যাপাসিটরের ক্ষমতা হল:

যেখানে $l$ হল সিলিন্ডারের উচ্চতা, $R_1$ এবং $R_2$ হল লাইনিংগুলির ব্যাসার্ধ। এই ধরনের ক্যাপাসিটর দুটি সমাক্ষীয় (কোঅক্সিয়াল) সঞ্চালনকারী নলাকার পৃষ্ঠ (চিত্র 3) নিয়ে গঠিত।

আরেকটি, কিন্তু গুরুত্বহীন নয়, সমস্ত ক্যাপাসিটরের বৈশিষ্ট্য হল ব্রেকডাউন ভোল্টেজ ($U_(max)$) - এটি সেই ভোল্টেজ যেখানে ডাইইলেকট্রিক স্তরের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক স্রাব ঘটে। $U_(সর্বোচ্চ)$ স্তরের পুরুত্ব, অস্তরক বৈশিষ্ট্য এবং ক্যাপাসিটর কনফিগারেশনের উপর নির্ভর করে।

একক ক্যাপাসিটার ছাড়াও, তাদের সংযোগ ব্যবহার করা হয়। ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ানোর জন্য, ক্যাপাসিটরগুলির সমান্তরাল সংযোগ ব্যবহার করা হয় (একই নামের প্লেটের সাথে সংযোগ)। এই ক্ষেত্রে, এই ধরনের সংযোগের ফলস্বরূপ ক্যাপাসিট্যান্স $(\C)_i$ হিসাবে পাওয়া যেতে পারে যেখানে $C_i$ হল ক্যাপাসিটর নম্বর i এর ক্যাপাসিট্যান্স:

যদি ক্যাপাসিটারগুলি সিরিজে সংযুক্ত থাকে (বিভিন্ন চার্জ চিহ্ন সহ প্লেট সহ), তবে সংযোগের মোট ক্যাপাসিট্যান্স সর্বদা সিস্টেমের অংশ যে কোনও ক্যাপাসিটরের ন্যূনতম ক্যাপাসিট্যান্সের চেয়ে কম হবে। এই ক্ষেত্রে, ফলাফল ক্যাপাসিট্যান্স গণনা করার জন্য, পৃথক ক্যাপাসিটরগুলির ক্যাপাসিট্যান্সের পারস্পরিক মান যোগ করুন:

\[\frac(1)(C)=\sum\limits^N_(i=1)((\frac(1)(C_i))_i)\left(7\right)\]

উদাহরণ 1

কাজ: একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা গণনা করুন যদি এর প্লেটের ক্ষেত্রফল 1 সেমি 2 হয়, প্লেটের মধ্যে দূরত্ব 1 মিমি হয়। প্লেটগুলির মধ্যে স্থান খালি করা হয়।

ক্যাপাসিটরের সমস্যায় প্রদত্ত ক্যাপাসিট্যান্স গণনা করার সূত্রটি হল:

\[С=\frac((\varepsilon )_0\varepsilon S)(d)\left(1.1\right),\]

যেখানে $\varepsilon =1$, $(\varepsilon )_0=8.85\cdot 10^(-12)\frac(F)(m)$। $S=1cm^2=10^(-4)m^2$, $d=1mm=10^(-3)m.$

আসুন গণনা করা যাক:

\[С=\frac(8.85\cdot 10^(-12)\cdot 10^(-4))(10^(-3))=8.85\cdot 10^(-13)\ \left (F\right) ).\]

উত্তর: $\ প্রায় $0.9 পিএফ সহ।

উদাহরণ 2

টাস্ক: ভিতরের প্লেটের পৃষ্ঠ থেকে x=1 cm=$(10)^(-2)m$ দূরত্বে একটি গোলাকার ক্যাপাসিটরের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ক্ষেত্রের শক্তি কত, যদি ক্যাপাসিটর প্লেটের ভেতরের ব্যাসার্ধ $R_1 হয় =$1 সেমি$(=10)^(-2 )m$, বাইরের $R_2=$ 3 cm=$(3\cdot 10)^(-2)m$। প্লেটের ভোল্টেজ হল $(10)^3V$।

একটি পরিবাহী চার্জযুক্ত গোলক দ্বারা তৈরি ক্ষেত্রের শক্তি সূত্র অনুসারে গণনা করা হয়:

যেখানে $q$ হল অভ্যন্তরীণ গোলকের চার্জ (ক্যাপাসিটর প্লেট), $r=R_1+x$ হল গোলকের কেন্দ্র থেকে দূরত্ব।

ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্সের সংজ্ঞা থেকে আমরা গোলকের চার্জ খুঁজে পাই (C):

একটি গোলাকার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স এইভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়:

যেখানে $R_1(\ and\ R)_2$ হল ক্যাপাসিটর প্লেটের রেডিআই।

অভিব্যক্তি (2.2) এবং (2.3) এর (2.1) প্রতিস্থাপন করে, আমরা কাঙ্খিত উত্তেজনা পাই:

যেহেতু সমস্যার সমস্ত ডেটা ইতিমধ্যেই এসআই সিস্টেমে রূপান্তরিত হয়েছে, আসুন গণনাগুলি চালিয়ে নেওয়া যাক:

উত্তর: $E=3.75\cdot (10)^4\frac(V)(m)।$