ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ

ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ C ಎಂಬುದು ಆಂಪಿಯರ್-ಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯ Q ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸಲು (ಶೇಖರಿಸಿ ಮತ್ತು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಲು) ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಅಥವಾ ಪೆಂಡೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ Q. ನೀವು ದೇಹಕ್ಕೆ ಹೇಳಿದರೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಚೆಂಡು, ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ (ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರಮಾಣ) Q, ನಂತರ ಈ ದೇಹ ಮತ್ತು ನೆಲದ ನಡುವೆ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ U (Fig. 1) ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಚಾರ್ಜ್ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದೇಹದ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.

ಚಾರ್ಜ್ Q ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ U ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು Q = C ∙ U ಸೂತ್ರದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅನುಪಾತದ C ಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ದೇಹದ ಧಾರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ದೇಹವು ಚೆಂಡಿನ ಆಕಾರವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ, ದೇಹದ ಧಾರಣವು ಚೆಂಡಿನ ತ್ರಿಜ್ಯಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ r.

ಅಕ್ಕಿ. 1.

ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಮಾಪನದ ಘಟಕವು ಫರಾಡ್ (ಎಫ್) ಆಗಿದೆ.

1 ಕೆ ಚಾರ್ಜ್ ಅದು ಮತ್ತು ನೆಲದ ನಡುವೆ 1 V. ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಿದಾಗ ದೇಹವು 1 F ನ ಧಾರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಫರಡ್‌ಗಳು ಮಾಪನದ ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಘಟಕವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸಣ್ಣ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ: ಮೈಕ್ರೋಫಾರ್ಡ್ (μF), ನ್ಯಾನೊಫರಾಡ್ (nF) ಮತ್ತು ಪಿಕೋಫರಾಡ್ (pF)...

ಈ ಘಟಕಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಅನುಪಾತಗಳಿಂದ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ: 1 Ф = 10 ^ 6 μF; 1 μF = 10 ^ 6 pF; 1 nF = 10 ^ 3 pF.

1 ಸೆಂ ತ್ರಿಜ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಚೆಂಡಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು 1.1 ಪಿಎಫ್ ಆಗಿದೆ.

ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ದೇಹವು ಕೇವಲ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಎಂಬ ವಿಶೇಷ ಸಾಧನವೂ ಸಹ. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಎರಡು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳನ್ನು (ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳು) ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ (ನಿರೋಧನ) ಮೂಲಕ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ. 2 ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ DC ಮೂಲದೊಂದಿಗೆ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ವಿಚ್ ಆನ್ ಮಾಡಿದಾಗ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನ ಬಲ ಪ್ಲೇಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ + Q ಮತ್ತು ಎಡ ಪ್ಲೇಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ -Q ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸ್ತುತ ಹರಿಯುತ್ತದೆ, ಇದು ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಅಂತ್ಯದ ನಂತರ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ; ನಂತರ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ e ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇತ್ಯಾದಿ c. ಮೂಲ U. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಪ್ಲೇಟ್, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಮೇಲಿನ ಚಾರ್ಜ್ Q = C ∙ U ಅನುಪಾತದಿಂದ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಅಕ್ಕಿ. 2.

ಗಾಳಿಯ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಹೊಂದಿರುವ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು C = S / (4 ∙ π ∙ d) ∙ 1.11, pF ಸೂತ್ರದಿಂದ ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು, ಇಲ್ಲಿ S ಎಂಬುದು ಒಂದು ಪ್ಲೇಟ್ನ ಪ್ರದೇಶವಾಗಿದೆ, cm2; d ಎಂಬುದು ಫಲಕಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರ, cm; C ಎಂಬುದು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್, pF.

n ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು (Fig. 3) ಇದಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ: C = (n-1) ∙ S / (4 ∙ π ∙ d) ∙ 1.11, pF.

ಅಕ್ಕಿ. 3.

ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಜಾಗವು ಮತ್ತೊಂದು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್‌ನಿಂದ ತುಂಬಿದ್ದರೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕಾಗದ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನ ಧಾರಣವು ε ಅಂಶದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕಾಗದದ ನಿರೋಧನವನ್ನು ಬಳಸಿದಾಗ, ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು 3 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಮೈಕಾ ನಿರೋಧನದೊಂದಿಗೆ - 5-8 ಬಾರಿ, ಗಾಜಿನೊಂದಿಗೆ - 7 ಬಾರಿ, ಇತ್ಯಾದಿ. ε ನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್‌ನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರ ε (ಎಪ್ಸಿಲಾನ್) ನೊಂದಿಗೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸೂತ್ರವು: C = ε ∙ S / (4 ∙ π ∙ d) ∙ 1.11, pF.

ರೇಡಿಯೊಗಳಿಗಾಗಿ ಸಣ್ಣ ವೇರಿಯಬಲ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಲು ಈ ಸೂತ್ರವು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ.ಅದೇ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಹೀಗೆ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಬಹುದು: C = (ε_0 ∙ ε ∙ S) / d, ಇಲ್ಲಿ ε_0 ಅವಾಹಕ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಅಥವಾ ನಿರ್ವಾತದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ε_0 = 8.859 ∙ 10 ^ (- 12) F / m); ε ಎಂಬುದು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್‌ನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವಾಗಿದೆ.

ಈ ಸೂತ್ರದಲ್ಲಿ, ಆಯಾಮಗಳನ್ನು ಮೀಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಧಾರಣವನ್ನು ಫ್ಯಾರಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗಳು

1. ಆರ್ = 6378 ಕಿಮೀ ತ್ರಿಜ್ಯವಿರುವ ಭೂಮಿಯ ಗ್ರಹದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಎಷ್ಟು?

1 cm ತ್ರಿಜ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಗೋಳದ ಧಾರಣವು 1.11 pF ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಭೂಮಿಯ ಧಾರಣವು: C = 637.8 ∙ 10 ^ 6 ∙ 1.11 = 707.95 ∙ 10 ^ 6 pF = 708 μF. (ನಮ್ಮ ಗ್ರಹದ ಗಾತ್ರದ ಚೆಂಡಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಈ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ).

2. ಎರಡು ಪ್ಲೇಟ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಧಾರಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ S = 120 cm2 ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

d = 0.5 cm, C = S / (4 ∙ π ∙ d) ∙ 1.11 = (120 ∙ 1.11) / (4 ∙ π ∙ 0.5) = 21 ,20 pF ದಪ್ಪವಿರುವ ಗಾಳಿಯ ಪದರದಿಂದ ಫಲಕಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ..

3. ಹಿಂದಿನ ಉದಾಹರಣೆಯಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾದ ಡೇಟಾದೊಂದಿಗೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನ ಧಾರಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ, ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರ ε = 4, ಗಾಜು (ε = 7), ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಕಾರ್ಡ್‌ಬೋರ್ಡ್ (ε = 2) ನೊಂದಿಗೆ ಮೇಣದ ಕಾಗದದಿಂದ ತುಂಬಿದ್ದರೆ. , ಮೈಕಾ (ε = 8 ).

ಮೇಣದ ಕಾಗದದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಧಾರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ C = ε ∙ (S ∙ 1.11) / (4 ∙ π ∙ d) = 4 ∙ 21.2 = 84.8 pF.

ಗಾಜಿನ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಧಾರಣವು C = 7 ∙ 21.2 = 148.4 pF ಆಗಿದೆ.

ಕಾರ್ಡ್ಬೋರ್ಡ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಧಾರಣವು C = 2 ∙ 21.2 = 42.3 pF ಆಗಿದೆ.

ಮೈಕಾ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಧಾರಣವು C = 8 ∙ 21.2 = 169.6 pF ಆಗಿದೆ.

4. ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು 0.06 ಸೆಂ (ಚಿತ್ರ 149) ಆಗಿದ್ದರೆ 20 ಸೆಂ 2 ವಿಸ್ತೀರ್ಣದೊಂದಿಗೆ 20 ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ರೇಡಿಯೊ ರಿಸೀವರ್‌ಗಾಗಿ ಏರ್ ರೋಟರಿ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನ ಧಾರಣ ಎಷ್ಟು?

C = (n-1) ∙ (S ∙ 1.11) / (4 ∙ π ∙ d) = (20-1) ∙ (20 ∙ 1.11) / (4 ∙ π ∙ 0.06) = 559, 44 pF.

ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಕೆಪಾಸಿಟರ್.3, ಎರಡು ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ಸರಳವಾದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಅದರ ಸಂಖ್ಯೆಯು n-1 ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

5. ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ C = 2 μF ನ ಕಾಗದದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಟಿನ್ಫಾಯಿಲ್ C ಯ ಎರಡು ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರ ε = 6 ನೊಂದಿಗೆ ವ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪೇಪರ್ B ನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನ ಎರಡು ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಮೇಣದ ಕಾಗದದ ದಪ್ಪವು d = 0.1 mm ಆಗಿದೆ. ಮಡಿಸಿದ ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಸುತ್ತಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸ್ಟೀಲ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳಿಂದ ಲೀಡ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಸ್ಟ್ರಿಪ್ನ ಉದ್ದವನ್ನು ಅದರ ಅಗಲವು 4 ಸೆಂ (ಅಂಜೂರ 4) ಆಗಿದ್ದರೆ ನಿರ್ಧರಿಸಿ.

ಅಕ್ಕಿ. 4.

ಮೊದಲಿಗೆ, ನಾವು ಒಂದು ಪಟ್ಟಿಯ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು C = ε ∙ S / (4 ∙ π ∙ d) ∙ 1.11, ಎಲ್ಲಿಂದ S = (C ∙ 4 ∙ π ∙ d) / (ε ∙ 1.11) = ( 2 ∙ 4 ∙ π ∙ 0.01 ∙ 10 ^ 6) / (6 ∙ 1.11); S = 2,000,000 / (6 ∙ 1.11) ∙ 4 ∙ π ∙ 0.01 = 37680 cm2.

ಪ್ರತಿ ಪಟ್ಟಿಯ ಉದ್ದವು l = 37680/4 = 9420 cm = 94.2 m.