సామర్థ్యం
సంధారకం అనేది రెండు వేరు చేయబడిన వాహకాలపై — లోహపు ప్లేట్ల జత లాగా — విద్యుత్ ఆవేశాన్ని నిల్వ చేసే పరికరం. దానిపై ఎంత ఎక్కువ వోల్టేజ్ నెట్టినా అంత ఎక్కువ ఆవేశం పేరుకుంటుంది — సామర్థ్యం ప్రతి వోల్టుకు మీకు ఎంత ఆవేశం వస్తుందో ఖచ్చితంగా చెబుతుంది. పెద్ద ప్లేట్లు లేదా వాటి మధ్య చిన్న ఖాళీ అయితే సంధారకం అదే వోల్టేజ్ వద్ద ఎక్కువ ఆవేశాన్ని పట్టుకోగలదు.
సూత్రం
Q = C · V
- Q — ఆవేశం (C): సంధారకంపై నిల్వ చేయబడిన విద్యుత్ ఆవేశం పరిమాణం
- C — సామర్థ్యం (F): ప్రయోగించిన ప్రతి వోల్టుకు సంధారకం ఎంత ఆవేశాన్ని నిల్వ చేస్తుంది
- V — వోల్టేజ్ (V): సంధారకం మొత్తంపై విద్యుత్ నెట్టడం, లేదా విభవ భేదం
సాల్వ్ చేసిన ఉదాహరణ
3 ఫారడ్ల సామర్థ్యం గల సంధారకాన్ని 4 వోల్ట్ బ్యాటరీకి అనుసంధానించారు. అది ఎంత ఆవేశాన్ని నిల్వ చేస్తుంది?
- C = 3 F
- V = 4 V
- Q = C · V
- Q = 3 F × 4 V
Q = 12 C
మీను మీరు పరీక్షించుకోండి
అదే 3 ఫారడ్ సంధారకాన్ని ఇప్పుడు 6 వోల్ట్ బ్యాటరీకి అనుసంధానించారు. అది ఎంత ఆవేశాన్ని నిల్వ చేస్తుంది?
- 24 C
- 2 C
- సరైన సమాధానం: 18 C
సరిగ్గా చెప్పారు! Q = C × V, కాబట్టి 3 F × 6 V = 18 C.
సమాంతర-ప్లేట్ సంధారకానికి, ప్లేట్ల విస్తీర్ణాన్ని రెట్టింపు చేసి ఖాళీ అలాగే ఉంచితే, సామర్థ్యానికి ఏమి జరుగుతుంది?
- సరైన సమాధానం: రెట్టింపవుతుంది
- అలాగే ఉంటుంది
- సగమవుతుంది
ఖచ్చితంగా! C = ε₀A / d, కాబట్టి ప్లేట్ విస్తీర్ణం A రెట్టింపు అయితే సామర్థ్యం రెట్టింపు.
ఇక్కడ ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
స్మార్ట్ఫోన్ టచ్స్క్రీన్ అనేది చిన్న సంధారకాల గ్రిడ్: మీ వేలు ఉనికి స్థానిక సామర్థ్యాన్ని మారుస్తుంది, ఫోన్ ఏ మచ్చ మారిందో చదువుతుంది. కంప్యూటర్ మెమరీ చిప్లు బిలియన్ల సూక్ష్మ సంధారకాలు, ఒక్కొక్కటి లాజిక్ బిట్ను కలిగి — ఆవేశితమో కాదో, ఒకటో సున్నా.
సాధారణ తప్పులు
కోర్ గందరగోళం — సామర్థ్యం అంటే ఏమిటి: C అనేది పరికరపు జ్యామితి లక్షణం — ప్లేట్ విస్తీర్ణం, ఖాళీ, C = ε₀A / d — మీరు ఎక్కువ చార్జ్ చేసినందుకు పెరిగేది కాదు. స్థిర సామర్థ్యం వద్ద ఆవేశం కేవలం వోల్టేజ్ను అనుసరిస్తుంది, Q = C · V: 6 V బ్యాటరీపై 3 F సంధారకం 18 C నిల్వ చేస్తుంది, 3 V వద్ద నిల్వ చేసినదానికి రెట్టింపు. మరియు పెద్ద ఖాళీ సంధారకాన్ని బలహీనపరుస్తుంది — అదే వోల్టేజ్ వద్ద ఎక్కువ పట్టుకోవాలంటే ప్లేట్లు దూరం కాదు, దగ్గరగా ఉండాలి.
ఇది ఎలా అనుసంధానమవుతుంది
సంధారకం మొత్తంపై వోల్టేజ్ ఉండటానికి కారణం ఆవేశం కూలాంబ్ నియమానికి వ్యతిరేకంగా కుప్ప కావడమే — ఆ నిల్వ చేసిన నెట్టడమే మునుపటి పాఠపు బల జ్యామితి హార్డ్వేర్లో ఉత్పత్తి చేసేది. వలయాల మాడ్యూల్ ఇప్పటికే ఈ పరికరాన్ని కలిసింది: RC కాల స్థిరాంకం τ = R · C అంటే అది నిండడానికి పట్టే వేగం. తర్వాత, ప్రవాహాలు వేరే ఏదో చేస్తున్నాయని వెల్లడిస్తాయి: అయస్కాంత క్షేత్రాలను సృష్టించడం.