ক্যাপাসিটর। চার্জড ক্যাপাসিটরের শক্তি

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

বিদ্যুতের অধ্যয়নের শুরু থেকে, এটি শুধুমাত্র 1745 সালে ইভাল্ড জার্গেন ভন ক্লিস্ট এবং পিটার ভ্যান মুশেনব্রোক এর জমা এবং সংরক্ষণের সমস্যার সমাধান করতে সক্ষম হন। হল্যান্ডের লেইডেনে তৈরি, ডিভাইসটি বৈদ্যুতিক শক্তি জমা করা এবং প্রয়োজনে এটি ব্যবহার করা সম্ভব করেছে৷

লেডেন জার - একটি ক্যাপাসিটরের একটি প্রোটোটাইপ। শারীরিক পরীক্ষায় এর ব্যবহার বিদ্যুতের অধ্যয়নকে অনেক এগিয়ে দিয়েছে, বৈদ্যুতিক প্রবাহের একটি প্রোটোটাইপ তৈরি করা সম্ভব করেছে৷

একটি ক্যাপাসিটর কি

বৈদ্যুতিক চার্জ এবং বিদ্যুৎ সংগ্রহ করা একটি ক্যাপাসিটরের মূল উদ্দেশ্য। সাধারণত এটি একে অপরের যতটা সম্ভব কাছাকাছি অবস্থিত দুটি উত্তাপ কন্ডাক্টরের একটি সিস্টেম। কন্ডাক্টরগুলির মধ্যে স্থানটি একটি অস্তরক দিয়ে ভরা হয়। কন্ডাক্টরগুলিতে জমে থাকা চার্জটি আলাদাভাবে বেছে নেওয়া হয়। আকৃষ্ট করা বিপরীত চার্জের সম্পত্তি এটির বৃহত্তর সঞ্চয়নে অবদান রাখে। অস্তরককে একটি দ্বৈত ভূমিকা দেওয়া হয়: অস্তরক ধ্রুবক যত বেশি, তড়িৎ ক্ষমতা তত বেশি, চার্জ বাধা অতিক্রম করতে পারে না এবংনিরপেক্ষ করুন।

বৈদ্যুতিক ক্ষমতা হল প্রধান ভৌত পরিমাণ যা একটি ক্যাপাসিটরের চার্জ জমা করার ক্ষমতাকে চিহ্নিত করে। কন্ডাক্টরকে প্লেট বলা হয়, ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তাদের মধ্যে ঘনীভূত হয়।

একটি চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটরের শক্তি, দৃশ্যত, এটির ক্ষমতার উপর নির্ভর করে।

বৈদ্যুতিক ক্ষমতা

শক্তি সম্ভাবনা (বড় বৈদ্যুতিক ক্ষমতা) ক্যাপাসিটার ব্যবহার করা সম্ভব করে তোলে। একটি চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটরের শক্তি ব্যবহার করা হয় যখন এটি একটি সংক্ষিপ্ত কারেন্ট পালস প্রয়োগ করার প্রয়োজন হয়।

বৈদ্যুতিক ক্ষমতা কি পরিমাণের উপর নির্ভর করে? একটি ক্যাপাসিটর চার্জ করার প্রক্রিয়াটি তার প্লেটগুলিকে একটি বর্তমান উত্সের খুঁটির সাথে সংযুক্ত করার মাধ্যমে শুরু হয়। একটি প্লেটে জমে থাকা চার্জ (যার মান q) ক্যাপাসিটরের চার্জ হিসাবে নেওয়া হয়। প্লেটের মধ্যে ঘনীভূত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সম্ভাব্য পার্থক্য U.

বৈদ্যুতিক ক্ষমতা (C) নির্ভর করে একটি কন্ডাক্টরে কেন্দ্রীভূত বিদ্যুতের পরিমাণ এবং ক্ষেত্রের ভোল্টেজের উপর: C=q/U.

এই মানটি F (ফ্যারাড) এ পরিমাপ করা হয়।

পুরো পৃথিবীর ক্ষমতা একটি ক্যাপাসিটরের ক্ষমতার সাথে তুলনীয় নয়, যার আকার একটি নোটবুকের আকারের প্রায়। জমে থাকা শক্তিশালী চার্জ যানবাহনে ব্যবহার করা যেতে পারে।

তবে, প্লেটগুলিতে সীমাহীন পরিমাণে বিদ্যুৎ জমা করার কোনও উপায় নেই। যখন ভোল্টেজ সর্বোচ্চ মান পর্যন্ত বেড়ে যায়, তখন ক্যাপাসিটরের ভাঙ্গন ঘটতে পারে। প্লেটনিরপেক্ষ, যা ডিভাইসের ক্ষতি করতে পারে। চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটরের শক্তি সম্পূর্ণরূপে এটি গরম করার জন্য ব্যয় হয়।

শক্তির মান

ক্যাপাসিটরের গরম হওয়া বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তিকে অভ্যন্তরীণ শক্তিতে রূপান্তরের কারণে। চার্জ সরানোর জন্য ক্যাপাসিটরের কাজ করার ক্ষমতা পর্যাপ্ত বিদ্যুতের সরবরাহের উপস্থিতি নির্দেশ করে। চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটরের শক্তি কত বেশি তা নির্ধারণ করতে, এটি নিষ্কাশনের প্রক্রিয়াটি বিবেচনা করুন। U ভোল্টেজের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায়, q চার্জ এক প্লেট থেকে অন্য প্লেটে প্রবাহিত হয়। সংজ্ঞা অনুসারে, ক্ষেত্রের কাজ সম্ভাব্য পার্থক্যের গুণফল এবং চার্জের পরিমাণের সমান: A=qU। এই অনুপাত শুধুমাত্র একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ মানের জন্য বৈধ, কিন্তু ক্যাপাসিটর প্লেটগুলিতে ডিসচার্জ করার প্রক্রিয়াতে, এটি ধীরে ধীরে শূন্যে নেমে আসে। ভুল এড়াতে, আমরা এর গড় মান U/2 নিই।

বৈদ্যুতিক ক্ষমতা সূত্র থেকে আমাদের আছে: q=CU.

এখান থেকে, একটি চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটরের শক্তি সূত্র দ্বারা নির্ধারণ করা যেতে পারে:

W=CU²/2.

আমরা দেখি যে এর মান যত বেশি, বৈদ্যুতিক ক্ষমতা এবং ভোল্টেজ তত বেশি। চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটরের শক্তি কী এই প্রশ্নের উত্তর দিতে, আসুন তাদের জাতগুলির দিকে ফিরে যাই।

ক্যাপাসিটরের প্রকার

যেহেতু ক্যাপাসিটরের অভ্যন্তরে কেন্দ্রীভূত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি সরাসরি এর ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে সম্পর্কিত, এবং ক্যাপাসিটরগুলির ক্রিয়াকলাপ তাদের নকশা বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, তাই বিভিন্ন ধরণের স্টোরেজ ডিভাইস ব্যবহার করা হয়।

1. প্লেটগুলির আকৃতি অনুসারে: সমতল, নলাকার, গোলাকার ইত্যাদি।e.
2. ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন করে: ধ্রুবক (ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন হয় না), পরিবর্তনশীল (ভৌত বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে, আমরা ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন করি), টিউনিং। তাপমাত্রা, যান্ত্রিক বা বৈদ্যুতিক চাপ পরিবর্তন করে ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন করা যেতে পারে। ট্রিমার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স প্লেটের ক্ষেত্রফল পরিবর্তন করে পরিবর্তিত হয়।
3. অস্তরক প্রকার দ্বারা: গ্যাস, তরল, কঠিন অস্তরক।
4. অস্তরক প্রকারের দ্বারা: কাচ, কাগজ, অভ্র, ধাতব-কাগজ, সিরামিক, বিভিন্ন রচনার পাতলা-স্তর ফিল্ম।

প্রকারের উপর নির্ভর করে, অন্যান্য ক্যাপাসিটারগুলিও আলাদা করা হয়। চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটরের শক্তি ডাইলেকট্রিকের বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে। প্রধান রাশিকে বলা হয় অস্তরক ধ্রুবক। বৈদ্যুতিক ক্ষমতা সরাসরি এটির সমানুপাতিক।

প্লেট ক্যাপাসিটর

বৈদ্যুতিক চার্জ সংগ্রহের জন্য সবচেয়ে সহজ ডিভাইসটি বিবেচনা করুন - একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটর। এটি দুটি সমান্তরাল প্লেটের একটি ভৌত ব্যবস্থা, যার মধ্যে একটি অস্তরক স্তর রয়েছে৷

প্লেটগুলির আকৃতি আয়তাকার এবং গোলাকার উভয়ই হতে পারে। যদি একটি পরিবর্তনশীল ক্ষমতা প্রাপ্ত করার প্রয়োজন হয়, তাহলে প্লেটগুলিকে অর্ধ-ডিস্কের আকারে নেওয়ার প্রথাগত। একটি প্লেটের সাথে অন্য প্লেটের ঘূর্ণন প্লেটের ক্ষেত্রফলের পরিবর্তন ঘটায়।

আমরা ধরে নিই যে একটি প্লেটের ক্ষেত্রফল S এর সমান, প্লেটের মধ্যে দূরত্বটি d এর সমান নেওয়া হয়, ফিলারের অস্তরক ধ্রুবক ε। এই ধরনের সিস্টেমের ক্যাপাসিট্যান্স শুধুমাত্র ক্যাপাসিটরের জ্যামিতির উপর নির্ভর করে।

C=εε₀S/d.

একটি সমতল ক্যাপাসিটরের শক্তি

আমরা দেখতে পাচ্ছি যে ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স একটি প্লেটের মোট ক্ষেত্রফলের সরাসরি সমানুপাতিক এবং তাদের মধ্যকার দূরত্বের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। সমানুপাতিকতার সহগ হল বৈদ্যুতিক ধ্রুবক ε₀। ডাইইলেক্ট্রিকের অস্তরক ধ্রুবক বৃদ্ধি বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বৃদ্ধি করবে। প্লেটগুলির ক্ষেত্রফল হ্রাস করা আপনাকে ক্যাপাসিটর টিউনিং পেতে দেয়। চার্জড ক্যাপাসিটরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি তার জ্যামিতিক পরামিতির উপর নির্ভর করে।

গণনার সূত্রটি ব্যবহার করুন: W=CU²/2.

একটি চার্জযুক্ত ফ্ল্যাট-আকৃতির ক্যাপাসিটরের শক্তির নির্ণয় সূত্র অনুসারে সঞ্চালিত হয়:

W=εε₀S U²/(2d)।

ক্যাপাসিটার ব্যবহার করা

ক্যাপাসিটরগুলির একটি বৈদ্যুতিক চার্জ মসৃণভাবে সংগ্রহ করার এবং এটিকে যথেষ্ট দ্রুত দেওয়ার ক্ষমতা প্রযুক্তির বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়৷

ইনডাক্টরের সাথে সংযোগ আপনাকে অসিলেটরি সার্কিট, বর্তমান ফিল্টার, ফিডব্যাক সার্কিট তৈরি করতে দেয়৷

ফটো ফ্ল্যাশ, স্টান বন্দুক, যেখানে প্রায় তাৎক্ষণিক স্রাব ঘটে, একটি শক্তিশালী কারেন্ট পালস তৈরি করতে ক্যাপাসিটরের ক্ষমতা ব্যবহার করে। ক্যাপাসিটর একটি সরাসরি বর্তমান উৎস থেকে চার্জ করা হয়. ক্যাপাসিটর নিজেই একটি উপাদান হিসাবে কাজ করে যা সার্কিটকে ভেঙে দেয়। বিপরীত দিকে স্রাব প্রায় সঙ্গে সঙ্গে কম ওহমিক প্রতিরোধের একটি প্রদীপের মাধ্যমে ঘটে। একটি স্টান বন্দুকের মধ্যে, এই উপাদানটি মানুষের শরীর৷

ক্যাপাসিটর বা ব্যাটারি

জমে থাকা চার্জকে দীর্ঘ সময় ধরে রাখার ক্ষমতা এটিকে তথ্য সঞ্চয়স্থান বা শক্তি সঞ্চয়স্থান হিসাবে ব্যবহার করার একটি দুর্দান্ত সুযোগ দেয়। এই সম্পত্তিটি রেডিও ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়৷

ব্যাটারি প্রতিস্থাপন করুন, দুর্ভাগ্যবশত, ক্যাপাসিটরটি সক্ষম নয়, কারণ এতে ডিসচার্জ হওয়ার বিশেষত্ব রয়েছে৷ সঞ্চিত শক্তি কয়েকশ জুলের বেশি হয় না। ব্যাটারি দীর্ঘ সময়ের জন্য এবং প্রায় ক্ষতি ছাড়াই প্রচুর পরিমাণে বিদ্যুৎ সঞ্চয় করতে পারে৷