કેપેસિટરની ક્ષમતા શું નક્કી કરે છે?

કેપેસિટર વિદ્યુત ઊર્જાના અસ્થાયી સંગ્રહ માટે રચાયેલ છે સંભવિત ઊર્જાના સ્વરૂપમાં જગ્યામાં વિભાજિત હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જમાં, એટલે કે, તેમની વચ્ચેની જગ્યામાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના સ્વરૂપમાં. તદનુસાર, ઇલેક્ટ્રિક કેપેસિટરમાં ત્રણ મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે: બે વાહક પ્લેટો, જેના પર ચાર્જ કેપેસિટરમાં અલગ ચાર્જ હોય ​​છે, અને પ્લેટોની વચ્ચે સ્થિત એક ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તર હોય છે.

કેપેસિટર પ્લેટો, આ વિદ્યુત ઉત્પાદનના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, પેપર ઇન્ટરલેયર સાથે રોલ પર ઘા કરાયેલી સાદી એલ્યુમિનિયમ પ્લેટોથી લઈને રાસાયણિક રીતે ઓક્સિડાઇઝ્ડ પ્લેટ્સ અથવા મેટલાઇઝ્ડ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તર સુધીની વિવિધ રીતે બનાવી શકાય છે. કોઈ પણ સંજોગોમાં, ડાઇલેક્ટ્રિકનો એક સ્તર અને પ્લેટ છે જેની વચ્ચે તે ચુસ્તપણે નિશ્ચિત છે - આ મૂળભૂત રીતે કેપેસિટર છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક કાગળ, અભ્રક, પોલીપ્રોપીલિન, ટેન્ટેલમ અથવા અન્ય યોગ્ય વિદ્યુત અવાહક સામગ્રી હોઈ શકે છે જેમાં જરૂરી ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરતા અને વિદ્યુત શક્તિ હોય છે.

જેમ તમે જાણો છો, અવકાશમાં વિભાજિત ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ઉર્જા એ ચાર્જ્ડ બોડી U વચ્ચેના સંભવિત તફાવત દ્વારા વિસ્થાપિત (એક શરીરથી બીજામાં) ચાર્જ Qના જથ્થાના ઉત્પાદનની બરાબર છે.

તેથી, કેપેસિટર પ્લેટો પર વિભાજિત ચાર્જની ઊર્જા માત્ર અલગ કરાયેલા ચાર્જની સંખ્યા પર જ નહીં, પરંતુ તેની પ્લેટો અને ડાઇલેક્ટ્રિકના પરિમાણો પર પણ આધાર રાખે છે, કારણ કે ડાઇલેક્ટ્રિક, જ્યારે ધ્રુવીકરણ થાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના સ્વરૂપમાં ઊર્જા સંગ્રહિત કરે છે, જેની મજબૂતાઈ કેપેસિટરની પ્લેટો પર સ્થિત વિભાજિત ચાર્જ વચ્ચે સંભવિત તફાવત U નક્કી કરે છે.

કારણ કે અવકાશમાં વિભાજિત ચાર્જ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની મજબૂતાઈ અને તેમની વચ્ચેના અંતર પર આધારિત છે. વાસ્તવમાં — જ્યારે કેપેસિટરની વાત આવે ત્યારે ચાર્જ કરેલી પ્લેટો વચ્ચેના ડાઇલેક્ટ્રિકની જાડાઈ પર.

તે જ સમયે, પ્લેટો A ના ઓવરલેપનું ક્ષેત્રફળ જેટલું વધારે છે અને ડાઇલેક્ટ્રિકનો સંપૂર્ણ (અને સંબંધિત) ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક જેટલો મોટો છે — પ્લેટો પર સ્થિત વિભાજિત ચાર્જ એકબીજા તરફ આકર્ષિત થાય છે તેટલું વધુ તેમની સંભવિત ઉર્જા નોંધપાત્ર છે - તે કેપેસિટરને ચાર્જ કરવા માટે EMF સ્ત્રોતને વધુ કામની જરૂર પડશે.

ઇલેક્ટ્રોનને એક પ્લેટમાંથી બીજી પ્લેટમાં સ્થાનાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયામાં ચાર્જને અલગ કરીને, ઇએમએફનો સ્ત્રોત કેપેસિટરને ચાર્જ કરવા પર બરાબર આટલું કામ કરે છે, જેનું પ્રમાણ સમાન હશે. ચાર્જ કરેલ કેપેસિટરની ઊર્જા.

આ વિરામ સાથે, ચાર્જ કરેલ કેપેસિટરની ઉર્જા, પ્લેટથી પ્લેટમાં સ્થાનાંતરિત ચાર્જની માત્રા ઉપરાંત, (તે અલગ હોઈ શકે છે) પ્લેટો A ના ઓવરલેપિંગ વિસ્તાર પર, પ્લેટ d વચ્ચેના અંતર પર આધારિત હશે. , અને ડાઇલેક્ટ્રિક e ના સંપૂર્ણ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક પર.

ચોક્કસ કેપેસિટરના નિર્માણના આ નિર્ધારિત પરિમાણો સ્થિર છે, તેમના એકંદર ગુણોત્તરને કેપેસિટર C ની કેપેસીટન્સ કહી શકાય. પછી આપણે વિશ્વાસ સાથે કહી શકીએ કે કેપેસિટર C ની કેપેસીટન્સ પ્લેટ A ના ઓવરલેપિંગ વિસ્તાર પર આધારિત છે. , તેમની વચ્ચેના અંતર પર d અને ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક e.

જો આપણે ફ્લેટ કેપેસિટરને ધ્યાનમાં લઈએ તો આ પરિમાણો પર કેપેસીટન્સની અવલંબન સમજવી ખૂબ જ સરળ છે.

તેની પ્લેટોના ઓવરલેપનું ક્ષેત્રફળ જેટલું વધારે છે, કેપેસિટરની ક્ષમતા વધારે છે, કારણ કે ચાર્જ મોટા વિસ્તાર પર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

પ્લેટો (હકીકતમાં, ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તરની જાડાઈ) વચ્ચેનું અંતર જેટલું ઓછું છે, કેપેસિટરની ક્ષમતા વધારે છે, કારણ કે ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું બળ જેમ જેમ તેઓ નજીક આવે છે તેમ વધે છે.

પ્લેટો વચ્ચેના ડાઇલેક્ટ્રિકનો ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ જેટલો વધારે છે, તેટલી કેપેસિટરની કેપેસિટીન્સ વધારે છે, કારણ કે પ્લેટો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની મજબૂતાઈ વધારે છે.

આ પણ જુઓ:વિદ્યુત સર્કિટમાં કેપેસિટર શા માટે વપરાય છે? અનેકેપેસિટર્સ અને બેટરી - શું તફાવત છે?