कंडेनसर। एक चार्ज संधारित्र की ऊर्जा

हल करने के लिए बिजली के अध्ययन की शुरुआत के बाद सेइसके संचय और संरक्षण का सवाल केवल 1745 में ईवाल्ड जुर्गन वॉन क्लिस्ट और पीटर वैन मुशब्रुक द्वारा सफल हुआ था। डच लेडेन डिवाइस में निर्मित विद्युत ऊर्जा जमा करने और आवश्यक होने पर इसका उपयोग करने की अनुमति दी गई है।

लीडेन बैंक एक कंडेनसर का प्रोटोटाइप है। भौतिक प्रयोगों में इसका उपयोग बिजली के अध्ययन को आगे बढ़ाता है, जिससे विद्युत प्रवाह का प्रोटोटाइप बनाना संभव हो गया है।

एक संधारित्र क्या है

बिजली के चार्ज और बिजली ले लीजिए -संधारित्र का मुख्य उद्देश्य। आम तौर पर यह एक दूसरे के लिए जितना संभव हो उतना करीब स्थित दो इन्सुलेटेड कंडक्टर की एक प्रणाली है। कंडक्टर के बीच की जगह एक ढांकता हुआ से भरा है। कंडक्टर पर जमा चार्ज एक अलग चार्ज के साथ चुना जाता है। आरोपों के विपरीत आकर्षित की संपत्ति अपने बड़े संचय में योगदान देती है। ढांकता हुआ एक दोहरी भूमिका है: अधिक ढांकता हुआ निरंतर, विद्युत क्षमता जितनी अधिक होगी, शुल्क बाधा को दूर नहीं कर सकते हैं और तटस्थ हो सकते हैं।

विद्युत क्षमता मुख्य भौतिक मात्रा है जो कैपेसिटर की चार्ज जमा करने की क्षमता को दर्शाती है। कंडक्टर को प्लेट्स कहा जाता है, उनके बीच संधारित्र केंद्रों का विद्युत क्षेत्र।

जाहिर है, एक चार्ज संधारित्र की ऊर्जा को इसकी क्षमता पर निर्भर होना चाहिए।

बिजली की क्षमता

ऊर्जा क्षमता (बड़े इलेक्ट्रिक कैपेसिटेंस) कैपेसिटर्स का उपयोग करना संभव बनाता है। शॉर्ट-टाइम वर्तमान पल्स लागू करने के लिए, यदि आवश्यक हो, तो चार्ज कैपेसिटर की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।

विद्युत क्षमता के मूल्य क्या हैं? संधारित्र को चार्ज करने की प्रक्रिया वर्तमान प्लेटों के ध्रुवों को अपनी प्लेटों को जोड़ने के साथ शुरू होती है। एक प्लेट (जिसकी कीमत क्यू है) पर जमा चार्ज संधारित्र के प्रभारी के रूप में लिया जाता है। प्लेटों के बीच केंद्रित विद्युत क्षेत्र में संभावित अंतर होता है।

विद्युत क्षमता (सी) एक कंडक्टर पर केंद्रित बिजली की मात्रा, और क्षेत्र वोल्टेज पर निर्भर करता है: सी = क्यू / यू।

यह मान Ф (фарадах) में मापा जाता है।

पूरे पृथ्वी की क्षमता एक संधारित्र की क्षमता के मुकाबले नहीं जाती है, जिसका मूल्य नोटबुक से लगभग है। संचित शक्तिशाली चार्ज इंजीनियरिंग में इस्तेमाल किया जा सकता है।

हालांकि, असीमित राशि जमा करने के लिएप्लेटों पर बिजली संभव नहीं है। जब वोल्टेज अधिकतम मूल्य तक बढ़ता है, तो संधारित्र का टूटना हो सकता है। प्लेटें तटस्थ हो जाती हैं, जिससे डिवाइस को नुकसान हो सकता है। इस मामले में चार्ज संधारित्र की ऊर्जा पूरी तरह से इसके हीटिंग में जाती है।

ऊर्जा मूल्य

कंडेनसर का हीटिंग कारण हैआंतरिक क्षेत्र में बिजली के क्षेत्र की ऊर्जा का परिवर्तन। चार्ज करने के लिए काम करने के लिए संधारित्र की क्षमता बिजली की पर्याप्त आपूर्ति की उपलब्धता को इंगित करती है। यह निर्धारित करने के लिए कि चार्ज कैपेसिटर की ऊर्जा कितनी बड़ी है, आइए हम इसके निर्वहन की प्रक्रिया पर विचार करें। एक वोल्टेज यू द्वारा बिजली के क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, एक प्लेट से दूसरे प्लेट में क्यू का प्रभार बहता है। परिभाषा के अनुसार, क्षेत्र का कार्य चार्ज की परिमाण से संभावित अंतर के उत्पाद के बराबर है: ए = क्यूयू। यह संबंध केवल वोल्टेज के निरंतर मूल्य के लिए मान्य है, लेकिन संधारित्र की प्लेटों पर निर्वहन की प्रक्रिया में, यह धीरे-धीरे शून्य हो जाता है। त्रुटियों से बचने के लिए, आइए इसका औसत मूल्य यू / 2 लें।

विद्युत क्षमता के सूत्र से, हमारे पास है: क्यू = सीयू।

इसलिए एक चार्ज संधारित्र की ऊर्जा सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है:

डब्ल्यू = सीयू²/ 2।

हम देखते हैं कि इसकी परिमाण अधिक है, विद्युत क्षमता और वोल्टेज जितनी अधिक है। चार्ज कैपेसिटर की ऊर्जा के बराबर क्या है, इस बारे में सवाल का जवाब देने के लिए, आइए हम अपनी किस्में बदल दें।

कैपेसिटर्स के प्रकार

बिजली के क्षेत्र की ऊर्जा के बाद से,कंडेनसर के अंदर केंद्रित, सीधे इसकी क्षमता से संबंधित है, और कैपेसिटर्स का संचालन उनकी डिजाइन सुविधाओं पर निर्भर करता है, विभिन्न प्रकार के स्टोरेज डिवाइसों का उपयोग करता है।

1. प्लेटों के आकार के अनुसार: फ्लैट, बेलनाकार, गोलाकार, आदि
2. क्षमता बदलकर: स्थिरांक (क्षमता बदलती नहीं है), चर (भौतिक गुणों को बदलना, क्षमता बदलना), ट्रिम करें। तापमान बदलना तापमान, यांत्रिक या विद्युत वोल्टेज को बदलकर किया जा सकता है। ट्रिमर कैपेसिटर की विद्युत क्षमता प्लेटों के क्षेत्र के साथ बदलती है।
3. ढांकता हुआ प्रकार के प्रकार: एक ठोस ढांकता हुआ के साथ गैस, तरल।
4. ढांकता हुआ प्रकार के द्वारा: विभिन्न संरचनाओं की फिल्मों से कांच, कागज, मीका, धातु, सिरेमिक, पतली फिल्म।

प्रतिष्ठित और अन्य के प्रकार के आधार परसंधारित्र। एक चार्ज संधारित्र की ऊर्जा ढांकता हुआ गुणों पर निर्भर करता है। मुख्य मात्रा को ढांकता हुआ परमिटिविटी कहा जाता है। विद्युत क्षमता सीधे इसके लिए आनुपातिक है।

फ्लैट संधारित्र

इलेक्ट्रिक चार्ज इकट्ठा करने के लिए सबसे सरल उपकरण पर विचार करें - एक फ्लैट संधारित्र। यह दो समांतर प्लेटों की एक भौतिक प्रणाली है, जिसके बीच एक ढांकता हुआ परत है।

प्लेटों का आकार आयताकार हो सकता है, औरदौर। यदि एक परिवर्तनीय क्षमता प्राप्त करने की आवश्यकता है, तो प्लेटों को अर्ध-डिस्क के रूप में लिया जाता है। प्लेटों के क्षेत्र में बदलाव के लिए दूसरी ओर से एक चेहरे के सापेक्ष मुड़ते हुए।

हम मानते हैं कि एक प्लेट का क्षेत्र बराबर हैएस, प्लेटों के बीच की दूरी डी के बराबर माना जाता है, filler की permittivity ε है। ऐसी प्रणाली की विद्युत क्षमता केवल संधारित्र की ज्यामिति पर निर्भर करती है।

सी = εε₀एस / डी

एक फ्लैट संधारित्र की ऊर्जा

हम देखते हैं कि संधारित्र की क्षमता एक प्लेट के कुल क्षेत्रफल के लिए सीधे आनुपातिक है और उनके बीच की दूरी के विपरीत आनुपातिक है। आनुपातिकता का गुणांक विद्युत निरंतर ε है₀। पारगम्यता में वृद्धिढांकता हुआ विद्युत क्षमता में वृद्धि होगी। प्लेटों के क्षेत्र को कम करने से ट्यूनिंग कैपेसिटर प्राप्त करना संभव हो जाता है। एक चार्ज संधारित्र के विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा अपने ज्यामितीय मानकों पर निर्भर करती है।

हम गणना सूत्र का उपयोग करते हैं: डब्ल्यू = सीयू²/ 2।

प्लानर आकार के चार्ज कैपेसिटर की ऊर्जा का निर्धारण फॉर्मूला के अनुसार किया जाता है:

डब्ल्यू = εε₀एस यू²/ (2 डी)।

Capacitors का उपयोग करें

कैपेसिटर्स की आसानी से बिजली के चार्ज को इकट्ठा करने की क्षमता और प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में इसे तेजी से पर्याप्त प्रदान करने की क्षमता।

इंडक्टर्स के साथ कनेक्शन oscillatory सर्किट, वर्तमान फिल्टर, फीडबैक सर्किट बनाने की अनुमति देता है।

फ्लैशबुल, इलेक्ट्रोशॉक, जिसमें होता हैलगभग तात्कालिक निर्वहन, एक शक्तिशाली वर्तमान नाड़ी बनाने के लिए संधारित्र की क्षमता का उपयोग करें। संधारित्र को डीसी पावर स्रोत से चार्ज किया जाता है। कंडेनसर स्वयं एक तत्व के रूप में कार्य करता है जो सर्किट को आँसू देता है। विपरीत दिशा में निर्वहन लगभग एक छोटे ओमिक प्रतिरोध लैंप के माध्यम से लगभग तत्काल होता है। बिजली के झटके में, यह तत्व मानव शरीर है।

कंडेनसर या बैटरी

संचित स्टोर करने की क्षमताचार्ज एक स्टोरेज माध्यम या ऊर्जा भंडारण के रूप में इसका उपयोग करने का एक उत्कृष्ट अवसर प्रदान करता है। रेडियो इंजीनियरिंग में इस संपत्ति का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

बैटरी को प्रतिस्थापित करने के लिए, दुर्भाग्यवश, संधारित्र नहीं करता हैएक राज्य में, क्योंकि इसमें निर्वहन की एकवचनता है। इसके द्वारा जमा ऊर्जा कई सौ जौल्स से अधिक नहीं है। बैटरी लंबे समय तक बिजली की बड़ी आपूर्ति और व्यावहारिक रूप से नुकसान के बिना बचा सकती है।