संधारकता
संधारित्र म्हणजे दोन वेगळ्या संवाहकांवर विद्युत भार साठवणारे उपकरण, धातूच्या दोन प्लेटींसारखे. त्याच्यावर जितका जास्त व्होल्टेज लावाल तितका जास्त भार जमा होतो — व संधारकता सांगते प्रत्येक व्होल्टला नेमका किती भार मिळतो. मोठ्या प्लेटीं किंवा त्यांच्यातली लहान पोकळी संधारित्राला त्याच व्होल्टेजवर जास्त भार धरू देते.
सूत्र
Q = C · V
- Q — भार (C): संधारित्रावर साठवलेल्या विद्युत भाराचे प्रमाण
- C — संधारकता (F): लावलेल्या प्रत्येक व्होल्टवर संधारित्र किती भार साठवतो
- V — व्होल्टेज (V): संधारित्राच्या दोन टोकांमधले विद्युत ढकलणे, म्हणजेच विभवांतर
सोडवलेले उदाहरण
3 फॅरड संधारकतेचा संधारित्र 4 व्होल्टच्या बॅटरीला जोडला आहे. तो किती भार साठवतो?
- C = 3 F
- V = 4 V
- Q = C · V
- Q = 3 F × 4 V
Q = 12 C
स्वतःची चाचणी घ्या
तोच 3 फॅरडचा संधारित्र आता 6 व्होल्टच्या बॅटरीला जोडला. आता किती भार साठवतो?
- 24 C
- 2 C
- बरोबर उत्तर: 18 C
बरोबर! Q = C × V, म्हणून 3 F × 6 V = 18 C.
समांतर-प्लेट संधारित्रासाठी प्लेटींचे क्षेत्रफळ दुप्पट केले, पण पोकळी तशीच ठेवली तर संधारकतेचे काय होते?
- बरोबर उत्तर: दुप्पट होते
- तशीच राहते
- अर्धी होते
नेमके! C = ε₀A / d, म्हणून प्लेट-क्षेत्रफळ A दुप्पट केल्यावर संधारकता दुप्पट होते.
हे कुठे दिसते
स्मार्टफोनचा टचस्क्रीन म्हणजे लहान संधारित्रांची जाळी: तुमच्या बोटाची उपस्थिती तिथली संधारकता बदलते, व फोन कोणता बिंदू बदलला ते वाचतो. संगणकाच्या मेमरी चिप्स अब्जावधी सूक्ष्म संधारित्रांपासून बनलेल्या असतात, प्रत्येक तर्क-बिटसाठी भार धरून — भार आहे की नाही, एक की शून्य.
सामान्य चुका
मूलभूत गोंधळ म्हणजे संधारकता नेमकी काय आहे: C ही उपकरणाच्या आकार-रचनेची गुणधर्म आहे — प्लेट-क्षेत्रफळ व पोकळी, C = ε₀A / d — जास्त चार्ज केल्याने वाढणारी गोष्ट नाही. स्थिर संधारकतेवर भार नेमका व्होल्टेजाच्या मागे चालतो, Q = C · V: 3 F संधारित्र 6 V बॅटरीवर 18 C धरतो, 3 V वर जितका धरतो त्याचा दुप्पट. व मोठी पोकळी संधारित्र कमजोर करते — त्याच व्होल्टेजवर जास्त भार धरायचा असेल तर प्लेटी जवळ हव्यात, लांब नाही.
कसे जोडले जाते
संधारित्रावरचे व्होल्टेज अस्तित्वात आहे कारण भार कूलॉमच्या नियमाविरुद्ध रास बनवलेला आहे — ती साठवलेली ढकलण्याची क्षमता आधीच्या धड्याची बल-भूमिती हार्डवेअरमध्ये तयार करते. मंडल विभागाने हे उपकरण आधीच भेटले आहे: RC वेळ-अचूकता गुणक τ = R · C म्हणजे तो किती जलद भरतो. पुढे प्रवाह वेगळेच काम करताना दिसतील: चुंबकीय क्षेत्रे बनवतात.