ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವಾಹಕಗಳು

ತಂತಿಗಳಲ್ಲಿ - ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕಗಳಿವೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಇವು ಅಯಾನುಗಳು, ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ - ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು. ಈ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶದ ಕಣಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ವಾಹಕದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಪರಿಮಾಣದ ಸುತ್ತಲೂ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ವೇಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಹಂಚಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ ಲೋಹದ ಆವಿಗಳ ಘನೀಕರಣದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿನ ವಹನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕಗಳಾಗಿವೆ.

ಕಂಡಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಸಾಮರ್ಥ್ಯ

ಬಾಹ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಲೋಹದ ವಾಹಕವು ವಿದ್ಯುತ್ ತಟಸ್ಥವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅದರ ಒಳಗೆ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಅದರ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಧನಾತ್ಮಕ ಶುಲ್ಕಗಳಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸರಿದೂಗಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ಲೋಹದ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಬಾಹ್ಯ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಪರಿಚಯಿಸಿದರೆ, ವಾಹಕದೊಳಗಿನ ವಹನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮರುಹಂಚಿಕೆ ಮಾಡಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ, ಅವು ಚಲಿಸಲು ಮತ್ತು ಚಲಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ ಇದರಿಂದ ವಾಹಕದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲೆಡೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ವಹನ ಕ್ಷೇತ್ರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಬಾಹ್ಯ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಸರಿದೂಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೀಗಾಗಿ, ಬಾಹ್ಯ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ನೆಲೆಗೊಂಡಿರುವ ವಾಹಕದ ಒಳಗೆ, ಯಾವುದೇ ಹಂತದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿ E ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವಾಹಕದೊಳಗಿನ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೂ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಒಳಗಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ಲೋಹದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವು ಅನಂತತೆಗೆ ಒಲವು ತೋರುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ನೋಡುತ್ತೇವೆ.

ಆದರೆ ತಂತಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ, ಇ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಆ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ತಂತಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸ್ಪರ್ಶವಾಗಿ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಘಟಕವು ತಂತಿಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಚಾರ್ಜ್‌ಗಳನ್ನು ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ನೈಜ, ಸ್ಥಿರ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ವಿರೋಧಿಸುತ್ತದೆ. ಹೊರಗೆ, ತಂತಿಯ ಹೊರಗೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವಿದೆ, ಅಂದರೆ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ವೆಕ್ಟರ್ ಇ ಸಹ ಇದೆ.

ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಬಾಹ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾದ ಲೋಹದ ವಾಹಕವು ಅದರ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ವಿರುದ್ಧ ಚಿಹ್ನೆಯ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಸ್ಥಾಪನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ರಕ್ಷಾಕವಚವು ಬಾಹ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ವಾಹಕವನ್ನು ಭೇದಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬ ತತ್ವವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಬಾಹ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ E ಯ ಬಲವು ವಾಹಕ ಎನ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯ (ಲಂಬವಾದ) ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ಸರಿದೂಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಪರ್ಶಕ ಶಕ್ತಿ Et ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಈಕ್ವಿಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಎಂದು ಅದು ತಿರುಗುತ್ತದೆ.

ಅಂತಹ ವಾಹಕದ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ಹಂತದಲ್ಲಿ φ = const, ಏಕೆಂದರೆ dφ / dl = - E = 0. ವಾಹಕದ ಮೇಲ್ಮೈ ಸಹ ಈಕ್ವಿಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ dφ / dl = - Et = 0. ವಾಹಕದ ಮೇಲ್ಮೈ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅದರ ಪರಿಮಾಣದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ. ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ನ ಮೇಲೆ ಸರಿದೂಗದ ಶುಲ್ಕಗಳು, ಅಂತಹ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಅದರ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ವಾಸಿಸುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್‌ಗಳನ್ನು ಕೂಲಂಬ್ ಪಡೆಗಳಿಂದ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಓಸ್ಟ್ರೋಗ್ರಾಡ್ಸ್ಕಿ-ಗಾಸ್ ಪ್ರಮೇಯದ ಪ್ರಕಾರ, ವಾಹಕದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟು ಚಾರ್ಜ್ q ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ E = 0.

ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಬಳಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಬಲದ ನಿರ್ಣಯ

ನಾವು ತಂತಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಪ್ರದೇಶ dS ಅನ್ನು ಆರಿಸಿದರೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಎತ್ತರದ dl ಜನರೇಟರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಂಡರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದರೆ, ನಾವು dS '= dS' = dS ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತೇವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಸ್ಟ್ರೆಂತ್ ವೆಕ್ಟರ್ ಇ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಡಿಸ್ಪ್ಲೇಸ್ಮೆಂಟ್ ವೆಕ್ಟರ್ ಡಿ ಇ ಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸಿಲಿಂಡರ್ನ ಬದಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೂಲಕ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಡಿ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

dS » ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಳಾಂತರ ವೆಕ್ಟರ್ Фd ನ ಹರಿವು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ dS » ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಒಳಗೆ ಮತ್ತು ಅಲ್ಲಿ E = 0, ಆದ್ದರಿಂದ D = 0. ಆದ್ದರಿಂದ, ಮುಚ್ಚಿದ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೂಲಕ dFd dS ಮೂಲಕ D ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, dФd = ಡಿಎನ್ * ಡಿಎಸ್. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಓಸ್ಟ್ರೋಗ್ರಾಡ್ಸ್ಕಿ-ಗಾಸ್ ಪ್ರಮೇಯದ ಪ್ರಕಾರ: dФd = dq = σdS, ಇಲ್ಲಿ σ dS ನಲ್ಲಿ ಮೇಲ್ಮೈ ಚಾರ್ಜ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯಾಗಿದೆ. ಸಮೀಕರಣಗಳ ಬಲ ಬದಿಗಳ ಸಮಾನತೆಯಿಂದ ಅದು Dn = σ, ಮತ್ತು ನಂತರ En = Dn / εε0 = σ / εε0 ಎಂದು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ.

ತೀರ್ಮಾನ: ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ನ ಮೇಲ್ಮೈ ಬಳಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯು ಮೇಲ್ಮೈ ಚಾರ್ಜ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.

ತಂತಿಯ ಮೇಲೆ ಚಾರ್ಜ್ ವಿತರಣೆಯ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪರಿಶೀಲನೆ

ವಿಭಿನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ, ಕಾಗದದ ದಳಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ವಕ್ರತೆಯ ಸಣ್ಣ ತ್ರಿಜ್ಯದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ (1) - ಗರಿಷ್ಠ, ಬದಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ (2) - ಅದೇ, ಇಲ್ಲಿ q = const, ಅಂದರೆ, ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಏಕರೂಪವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್, ತಂತಿಯ ಮೇಲೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಸಾಧನ, ತುದಿಯಲ್ಲಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಗರಿಷ್ಠವಾಗಿದೆ, ಬದಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಅದು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಒಳಗಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ (3) ಚಾರ್ಜ್ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಿದ ತಂತಿಯ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿಯು ಶ್ರೇಷ್ಠವಾಗಿದೆ.

ತುದಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಶಕ್ತಿ ಇ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಇದು ಚಾರ್ಜ್ ಸೋರಿಕೆ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯ ಅಯಾನೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅನಪೇಕ್ಷಿತವಾಗಿದೆ. ಅಯಾನುಗಳು ತಂತಿಯಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಒಯ್ಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಯಾನು ಗಾಳಿಯ ಪರಿಣಾಮವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುವ ದೃಶ್ಯ ಪ್ರದರ್ಶನಗಳು: ಮೇಣದಬತ್ತಿಯ ಜ್ವಾಲೆ ಮತ್ತು ಫ್ರಾಂಕ್ಲಿನ್ ಚಕ್ರವನ್ನು ಊದುವುದು. ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಮೋಟರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಇದು ಉತ್ತಮ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ.

ಲೋಹದ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಬಾಲ್ ಮತ್ತೊಂದು ಕಂಡಕ್ಟರ್ನ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸ್ಪರ್ಶಿಸಿದರೆ, ನಂತರ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಚೆಂಡಿನಿಂದ ವಾಹಕಕ್ಕೆ ಭಾಗಶಃ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆ ವಾಹಕದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಬಾಲ್ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಚೆಂಡು ಟೊಳ್ಳಾದ ತಂತಿಯ ಒಳಗಿನ ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ಚೆಂಡಿನಿಂದ ಎಲ್ಲಾ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಟೊಳ್ಳಾದ ತಂತಿಯ ಹೊರ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಚೆಂಡಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಟೊಳ್ಳಾದ ತಂತಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆಯಾದರೂ ಇದು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಪರ್ಕದ ಮೊದಲು ಚೆಂಡಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಟೊಳ್ಳಾದ ತಂತಿಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೂ ಸಹ, ಚೆಂಡಿನಿಂದ ಚಾರ್ಜ್ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಚೆಂಡು ಕುಹರದೊಳಗೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ಪ್ರಯೋಗಕಾರನು ವಿಕರ್ಷಣ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಜಯಿಸಲು ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಾನೆ, ಅಂದರೆ. , ಚೆಂಡಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಬೆಳೆಯುತ್ತದೆ, ಚಾರ್ಜ್ನ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಚಾರ್ಜ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದ ಕಡಿಮೆಗೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ನಾವು ಈಗ ಚೆಂಡಿನ ಮೇಲಿನ ಚಾರ್ಜ್‌ನ ಮುಂದಿನ ಭಾಗವನ್ನು ಟೊಳ್ಳಾದ ತಂತಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಿದರೆ, ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೆಲಸ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಯೋಗವು ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯು ಶಕ್ತಿಯ ಲಕ್ಷಣವಾಗಿದೆ ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ.

ರಾಬರ್ಟ್ ವ್ಯಾನ್ ಡಿ ಗ್ರಾಫ್

ರಾಬರ್ಟ್ ವ್ಯಾನ್ ಡಿ ಗ್ರಾಫ್ (1901 - 1967) ಒಬ್ಬ ಅದ್ಭುತ ಅಮೇರಿಕನ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ. 1922 ರಲ್ಲಿರಾಬರ್ಟ್ ಅಲಬಾಮಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದಿಂದ ಪದವಿ ಪಡೆದರು, ನಂತರ 1929 ರಿಂದ 1931 ರವರೆಗೆ ಪ್ರಿನ್ಸ್ಟನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 1931 ರಿಂದ 1960 ರವರೆಗೆ ಮ್ಯಾಸಚೂಸೆಟ್ಸ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದರು. ಅವರು ಪರಮಾಣು ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ, ಟಂಡೆಮ್ ಅಯಾನ್ ವೇಗವರ್ಧಕದ ಕಲ್ಪನೆ ಮತ್ತು ಅನುಷ್ಠಾನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಜನರೇಟರ್, ವ್ಯಾನ್ ಡಿ ಗ್ರಾಫ್ ಜನರೇಟರ್‌ನ ಆವಿಷ್ಕಾರದ ಕುರಿತು ಹಲವಾರು ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಬಂಧಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ.

ವ್ಯಾನ್ ಡಿ ಗ್ರಾಫ್ ಜನರೇಟರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವವು ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸಿದ ಪ್ರಯೋಗದಂತೆ ಚೆಂಡಿನಿಂದ ಟೊಳ್ಳಾದ ಗೋಳಕ್ಕೆ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪಮಟ್ಟಿಗೆ ನೆನಪಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇಲ್ಲಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡಿಸಿ ಮೂಲವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕನ್ವೇಯರ್ ಬೆಲ್ಟ್ ಅನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಬೆಲ್ಟ್ನ ಚಲನೆಯೊಂದಿಗೆ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಲೋಹದ ಗೋಳದ ಒಳಭಾಗಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ತುದಿಯಿಂದ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗಿನ ಗೋಳಾಕಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಭೂಮಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ವಿಭವಗಳನ್ನು ಲಕ್ಷಾಂತರ ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಸ್ತುತ, ವ್ಯಾನ್ ಡಿ ಗ್ರಾಫ್ ವೇಗವರ್ಧಕ ಜನರೇಟರ್‌ಗಳಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಟಾಮ್ಸ್ಕ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ರಿಸರ್ಚ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಫಿಸಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಮಿಲಿಯನ್ ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಈ ರೀತಿಯ ಇಎಸ್‌ಜಿ ಇದೆ, ಇದನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಗೋಪುರದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು

ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದಂತೆ, ವಾಹಕಕ್ಕೆ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಿದಾಗ, ಅದರ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂಭಾವ್ಯ φ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ವಿಭಿನ್ನ ತಂತಿಗಳಿಗೆ ಈ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ತಂತಿಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ ಚಾರ್ಜ್ ಪ್ರಮಾಣವು ಒಂದೇ ಆಗಿದ್ದರೂ ಸಹ. ತಂತಿಯ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರಬಹುದು, ಆದರೆ ಒಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಇನ್ನೊಂದು ಅದು ಚಾರ್ಜ್ಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚಾರ್ಜ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಬದಿಗಳ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಅಥವಾ ಸರಳವಾಗಿ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಸಂದರ್ಭದಿಂದ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಸೂಚಿಸಿದಾಗ).

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಎನ್ನುವುದು ಭೌತಿಕ ಪ್ರಮಾಣವಾಗಿದ್ದು, ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್‌ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಒಂದು ಘಟಕದಿಂದ ಅದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗೆ ವರದಿ ಮಾಡಬೇಕು. SI ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಫ್ಯಾರಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಈಗ "ಫರಾಡ್", ಹಿಂದೆ "ಫರಾಡ್") ಮತ್ತು 1F = 1C / 1V. ಆದ್ದರಿಂದ, ಗೋಳಾಕಾರದ ವಾಹಕದ (ಬಾಲ್) ಮೇಲ್ಮೈ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು φsh = q / 4πεε0R ಆಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ Csh = 4πεε0R.

ನಾವು ಭೂಮಿಯ ತ್ರಿಜ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾದ R ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ, ಭೂಮಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಧಾರಣವು ಒಂದೇ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಆಗಿ 700 ಮೈಕ್ರೋಫಾರ್ಡ್ಗಳಿಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಮುಖ! ಇದು ಒಂದೇ ವಾಹಕವಾಗಿ ಭೂಮಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಧಾರಣವಾಗಿದೆ!

ನೀವು ಒಂದು ತಂತಿಗೆ ಮತ್ತೊಂದು ತಂತಿಯನ್ನು ತಂದರೆ, ನಂತರ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಇಂಡಕ್ಷನ್ನ ವಿದ್ಯಮಾನದಿಂದಾಗಿ, ತಂತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಎರಡು ವಾಹಕಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿವೆ ಮತ್ತು ಫಲಕಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಫಲಕಗಳ ನಡುವೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾದಾಗ, ಅಂದರೆ, ಅದರೊಳಗೆ, ಬಾಹ್ಯ ದೇಹಗಳು ಅದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ.

ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು ಫ್ಲಾಟ್, ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಮತ್ತು ಗೋಳಾಕಾರದ ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಒಳಗೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಫಲಕಗಳ ನಡುವೆ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಪ್ಲೇಟ್ನಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಳಾಂತರದ ರೇಖೆಗಳು ಅದರ ಋಣಾತ್ಮಕ ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಪ್ಲೇಟ್ನಲ್ಲಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಫಲಕಗಳ ಮೇಲಿನ ಶುಲ್ಕಗಳು ಚಿಹ್ನೆಯಲ್ಲಿ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ C = q / (φ1-φ2) = q / U.

ಫ್ಲಾಟ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಸೂತ್ರ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ)

ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ E ಯ ವೋಲ್ಟೇಜ್ E = σ / εε0 = q / εε0S ಮತ್ತು U = Ed ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ನಂತರ C = q / U = q / (qd / εε0S) = εε0S / d.

ಎಸ್ ಎಂಬುದು ಫಲಕಗಳ ಪ್ರದೇಶವಾಗಿದೆ; q ಎಂಬುದು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಮೇಲಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿದೆ; σ ಚಾರ್ಜ್ ಸಾಂದ್ರತೆ; ε ಎಂಬುದು ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್‌ನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವಾಗಿದೆ; ε0 ನಿರ್ವಾತದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸ್ಥಿರಾಂಕವಾಗಿದೆ.

ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಶಕ್ತಿ

ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳನ್ನು ವೈರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ಮುಚ್ಚುವ ಮೂಲಕ, ತಂತಿಯನ್ನು ತಕ್ಷಣವೇ ಕರಗಿಸುವಂತಹ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒಬ್ಬರು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ನಿಸ್ಸಂಶಯವಾಗಿ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಈ ಶಕ್ತಿ ಏನು?

ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಅನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಿ ನಂತರ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿದರೆ, U' ಎಂಬುದು ಅದರ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳಾದ್ಯಂತ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ತತ್‌ಕ್ಷಣದ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿದೆ. ಚಾರ್ಜ್ dq ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಹಾದುಹೋದಾಗ, ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ dA = U'dq. ಈ ಕೆಲಸವು ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ dA = — dWc. ಮತ್ತು q = CU, ನಂತರ dA = CU'dU ', ಮತ್ತು ಒಟ್ಟು ಕೆಲಸ A = ∫ dA. ಹಿಂದೆ ಬದಲಿಸಿದ ನಂತರ ಈ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು Wc = CU2/2 ಅನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ.