వలయ భాగానికి సరిపోయే నిజమైన సంధారకం

1 · ఊహించండి

rc-charging వలయ ప్రయోగం ఆదర్శీకృత 0.01 F సంధారకాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. అంత సామర్థ్యంతో నిజమైన సమాంతర-ప్లేట్ సంధారకాన్ని నిర్మించడానికి శూన్యం కోసం అసాధ్యపు చిన్న ఖాళీ కావాలి — లేదా చాలా సన్నని డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలను పేర్చాలి. మరిన్ని పొరలు చేర్చడం మొత్తం సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుందా లేక తగ్గిస్తుందా?

2 · అమరిక

  1. plate-same-c-in-circuit ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. ఈ సంధారకం rc-charging వలయ ప్రయోగపు అదే 0.01 F ను భౌతికంగా నిర్మించడానికి అధిక-k డైఎలెక్ట్రిక్ (εr = 1000) ను ఉపయోగిస్తుంది.
  2. సామర్థ్య రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
  3. ప్రతి ప్రయత్నానికి, ఇచ్చిన పొరల సంఖ్యను ఉపయోగించి (విస్తీర్ణం, వేరుపర్చు దూరం, εr ఈ ప్రయోగపు అసలు విలువల వద్దే స్థిరంగా ఉంచి) వచ్చే సామర్థ్యాన్ని లెక్కించండి.

3 · డేటా సేకరించండి

పొరల సంఖ్య Nసామర్థ్యం C (mF)
500
1000
1500

మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం పొరల సంఖ్య N (x-అక్షం) పై సామర్థ్యం C (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. రేఖ మూలబిందువు గుండా సరళంగా ఉందా?

4 · విశ్లేషించండి

  1. ఒక ప్రయత్నానికి, ε₀ = 8.854×10⁻¹² F/m, εr = 1000, A = 0.01 m², d ≈ 8.854 µm (ఈ ప్రయోగపు స్థిర వేరుపర్చు దూరం) ఉపయోగించి C = ε₀εrAN/d లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి. N = 1000 అనుబంధిత వలయపు 0.01 F ను ఖచ్చితంగా పునఃసృష్టిస్తుందని నిర్ధారించండి.
  2. డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలను ఒకదానికొకటి మధ్య ఇరుకునట్లు పేర్చడం (నిజమైన మల్టీలేయర్ సిరామిక్ సంధారకం లాగా) ప్రభావవంతమైన సామర్థ్యాన్ని ఎలా గుణిస్తుందో వివరించండి — సమాంతరంలో సంధారకాలను పేర్చడం వలెనే.

5 · విస్తరించండి

  1. నిజమైన 0.01 F ('10,000 µF') సంధారకాలు చేతిలో పట్టుకోగలిగే కాంపాక్ట్ భాగాలుగా ఉనికిలో ఉన్నాయి, సరిగ్గా ఈ ట్రిక్ వల్లనే: పెద్ద ప్రభావవంతమైన ప్లేట్ విస్తీర్ణాల మధ్య అత్యంత సన్నని, బిగిగా చుట్టబడిన లేదా పేర్చబడిన అధిక-ప్రవేశ్యత డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలు. అమాయకమైన ఒంటరి-పొర శూన్య-ఖాళీ రూపకల్పన చిన్న ప్యాకేజీలో ఇది ఎప్పుడూ సాధించలేదో వివరించండి.
  2. ఈ సంధారకపు వోల్టేజ్ rc-charging వలయ ప్రయోగపు బ్యాటరీ EMF కు ఖచ్చితంగా సరిపోయేలా సెట్ చేయబడింది. సంధారకాలను బోధించేటప్పుడు ఒకే సంఖ్యాత్మక సామర్థ్యాన్ని రెండు విభిన్న మార్గాల్లో చూపడం — ఆదర్శీకృత వలయ చిహ్నంగా, భౌతికంగా నిర్మించదగిన మల్టీలేయర్ పరికరంగా — ఎందుకు ఉపయోగకరం కావచ్చు?

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

బహుపొర సామర్థ్యం

ప్లేట్‌ల మధ్య N డైఎలెక్ట్రిక్ పొరలను ఇరుకునట్లు పేర్చడం ఒంటరి-పొర సామర్థ్యాన్ని N తో గుణిస్తుంది: C = ε₀εrAN/d. నిజమైన సంధారకాలు కాంపాక్ట్ పరిమాణంలో పెద్ద సామర్థ్య విలువలను ఇలానే చేరుకుంటాయి.

← ప్రయోగానికి తిరిగి

విద్యుదయస్కాంతత్వం

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు