मंडल-घटकाशी जुळणारा खरा संधारित्र

1 · अनुमान

आरसी-चार्जिंग मंडल-प्रयोग आदर्शीकृत 0.01 F संधारित्र वापरतो. तितकी संधारकता असलेला खरा समांतर-पट्टा संधारित्र बांधण्यास निर्वातासाठी अशक्यपणे लहान मोकळी जागा लागेल — जोपर्यंत अनेक पातळ पराविद्युत स्तरे थरांत रचत नाही. जास्त स्तर जोडल्यावर एकूण संधारकता वाढते की घसरते?

• जास्त स्तर संधारकता घसरवतात.
• जास्त स्तर संधारकता वाढवतात — समांतर रचनेत अनेक संधारित्रांची भार-साठवणूक थरांत रचल्यासारखे.
• स्तर-संख्या संधारकतेवर परिणाम करत नाही, फक्त पराविद्युत सामग्री करते.

2 · मांडणी

1. प्लेट-सेम-सी-इन-सर्किट प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. हा संधारित्र उच्च-k पराविद्युत (εr = 1000) वापरून आरसी-चार्जिंग प्रयोगाइतकीच 0.01 F भौतिकरित्या प्रत्यक्षात घेतो.
2. संधारकता-वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी, दिलेली स्तर-संख्या वापरून (क्षेत्रफळ, विभाजन व εr या प्रयोगाच्या खऱ्या मूल्यांवर धरून) येणारी संधारकता काढा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी संधारकता C (y-अक्ष) विरुद्ध स्तर-संख्या N (x-अक्ष) काढा. रेषा उगमातून सरळ जाते का?

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी ε₀ = 8.854×10⁻¹² F/m, εr = 1000, A = 0.01 m², d ≈ 8.854 µm (या प्रयोगाचे निश्चित विभाजन) सह C = ε₀εrAN/d काढा. तक्त्याशी तुलना करा. N = 1000 हे जोडलेल्या मंडलाचे 0.01 F नेमके पुनरुत्पन्न करते याची पुष्टी करा.
2. पराविद्युताचे जास्त स्तर आरपार रचल्यावर (खऱ्या बहुस्तरीय सिरॅमिक संधारित्राप्रमाणे) प्रभावी संधारकता का वाढते — संधारित्र समांतर रचल्यासारखीच — ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. खरे 0.01 F ('10,000 µF') संधारित्र हातात मावणारे संकुचित घटक म्हणून अस्तित्वात आहेत — नेमक्या याच युक्तीमुळे: प्रचंड प्रभावी पट्टा-क्षेत्रफळांदरम्यान अत्यंत पातळ, घट्ट गुंडाळलेले किंवा थरांत रचलेले उच्च-पराविद्युत-स्थिरांकाचे स्तर. बनावटीची एकस्तरीय निर्वात-मोकळी-जागा रचना हे लहान पॅकेजमध्ये कधीच का साधू शकत नाही ते स्पष्ट करा.
2. या संधारित्राचा व्होल्टेज आरसी-चार्जिंग प्रयोगाच्या बॅटरी EMF शी नेमका जुळवलेला आहे. संधारित्र शिकवताना तीच संख्यात्मक संधारकता दोन प्रकारे दाखवणे — आदर्शीकृत मंडल-चिन्ह म्हणून व भौतिकरित्या बांधता येणारे बहुस्तरीय उपकरण म्हणून — उपयुक्त का असू शकते?

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका