ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్లో కెపాసిటెన్స్ అంటే ఏమిటి
ఎలెక్ట్రిక్ కెపాసిటీ అనేది విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రభావంతో ఛార్జ్ చేయడానికి మరియు ఈ శరీరాల రంగంలో విద్యుత్ శక్తిని కూడబెట్టడానికి వాహక శరీరాల ఆస్తిని వర్గీకరిస్తుంది.
హైడ్రోస్టాటిక్స్ రంగంలో విద్యుత్ సామర్థ్యం యొక్క సారూప్యత యూనిట్ ఎత్తుకు ఒక నౌక యొక్క నిర్దిష్ట సామర్థ్యంగా ఉంటుంది, ఇది సంఖ్యాపరంగా నౌక యొక్క క్షితిజ సమాంతర విభాగం యొక్క వైశాల్యానికి సమానం.
ఒక పొడవైన నీటి తొట్టిని ఊహించుకోండి. ట్యాంక్లో నిల్వ చేయగల ద్రవ పరిమాణం (శరీరంపై విద్యుత్ మొత్తం) దాని నింపే ఎత్తు (శరీర సంభావ్యత) అలాగే ట్యాంక్ యొక్క యూనిట్ ఎత్తుకు (శరీర సామర్థ్యం) ద్రవ పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ ద్రవ పరిమాణం, ట్యాంక్ యొక్క క్షితిజ సమాంతర భాగం యొక్క ప్రాంతంపై ఆధారపడి ఉంటుంది - దాని వ్యాసంపై.
ఈ వ్యాసం పెద్దది, అందువలన యూనిట్ ఎత్తుకు వాల్యూమ్, ట్యాంక్ ఎత్తుకు నిర్దిష్ట కెపాసిటెన్స్ ఎక్కువ (రెండు ప్లేట్ల మధ్య విద్యుత్ కెపాసిటెన్స్ ప్లేట్ల వైశాల్యానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, చూడండి - కెపాసిటర్ కెపాసిటెన్స్ని ఏది నిర్ణయిస్తుంది?)దీని ప్రకారం, ఇది యూనిట్ ఎత్తుకు ద్రవ పరిమాణం యొక్క విలువ మరియు ట్యాంక్ నింపడానికి ఖర్చు చేయవలసిన పనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
అంతరిక్షంలో ఒకదానికొకటి కొంత దూరంలో ఒకే పరిమాణంలో (ఎరుపు మరియు నీలం) రెండు రాగి బంతులు ఉన్నాయని అనుకుందాం. 9 వోల్ట్ బ్యాటరీని తీసుకొని దానిని ఈ రెండు బంతులకు వ్యతిరేక ధ్రువాలతో కనెక్ట్ చేయండి, తద్వారా «+» ఒక బంతికి (నీలం) మరియు «-» మరొకదానికి (ఎరుపు రంగుకు) కనెక్ట్ చేయబడుతుంది. బ్యాటరీ వోల్టేజ్ V = 9 వోల్ట్లకు సమానమైన విద్యుత్ సంభావ్య వ్యత్యాసం బంతుల మధ్య కనిపిస్తుంది.
ఈ రెండు రాగి బంతుల యొక్క విద్యుత్ స్థితులు బ్యాటరీని కనెక్ట్ చేయడానికి ముందు కంటే తక్షణమే భిన్నంగా మారాయి, ఎందుకంటే ఇప్పుడు పరస్పరం చేసే బంతులపై వ్యతిరేక విద్యుత్ ఛార్జీలు ఉన్నాయి, ఒకదానికొకటి ఆకర్షణ శక్తిని అనుభవిస్తాయి.
బ్యాటరీ ధనాత్మక ఛార్జ్ + qని ఎడమ బంతి నుండి కుడికి బదిలీ చేసిందని మరియు అందువల్ల బంతుల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం V = 9 వోల్ట్లుగా మారిందని మేము చెప్పగలం. ఇప్పుడు ఎడమ బంతి ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడింది -q.
మేము సిరీస్లో సర్క్యూట్కు అదే రకమైన మరొక బ్యాటరీని జోడిస్తే, బంతుల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం రెండు రెట్లు పెద్దదిగా మారుతుంది, వాటి మధ్య వోల్టేజ్ ఇకపై 9 వోల్ట్లు కాదు, కానీ 18 వోల్ట్లు, మరియు ఛార్జ్ నుండి కదులుతుంది బంతికి బంతి కూడా రెట్టింపు అవుతుంది (ఇది 2q అవుతుంది) అలాగే వోల్టేజ్. అయితే వోల్టేజీ 9 వోల్ట్లు పెరిగిన ప్రతిసారీ కదిలే ఈ ఛార్జ్ q పరిమాణం ఎంత?
సహజంగానే, ఈ ఛార్జ్ యొక్క పరిమాణం బంతుల మధ్య సృష్టించబడిన సంభావ్య వ్యత్యాసానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కానీ ఛార్జ్ మరియు సంభావ్య వ్యత్యాసం ఏ ఖచ్చితమైన సంఖ్యా నిష్పత్తిలో ఉన్నాయి? ఇక్కడ మనం విద్యుత్ సామర్థ్యం C వంటి కండక్టర్ యొక్క లక్షణాన్ని పరిచయం చేయాలి.
కెపాసిటెన్స్ అనేది విద్యుత్ ఛార్జ్ని నిల్వ చేసే కండక్టర్ సామర్థ్యాన్ని కొలవడం. మొదటి వైర్ ఛార్జ్ అయినప్పుడు, దాని చుట్టూ ఉన్న విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క బలం పెరుగుతుందని అర్థం చేసుకోవడం కూడా ముఖ్యం. దీని ప్రకారం, రెండవ ఛార్జ్ చేయబడిన వైర్పై మొదటి చార్జ్ చేయబడిన వైర్ యొక్క ప్రభావం పెరుగుతుంది, ప్రత్యేకించి అవి ఒకదానికొకటి దగ్గరగా ఉండటం ప్రారంభించినట్లయితే.
చార్జ్ చేయబడిన వైర్ల మధ్య దూరం చిన్నగా మారితే వాటి మధ్య పరస్పర చర్య శక్తి పెరుగుతుంది. అదనంగా, వైర్ల మధ్య మాధ్యమం యొక్క పారామితులపై ఆధారపడి, వారి పరస్పర చర్య యొక్క బలం కూడా భిన్నంగా ఉంటుంది.
కాబట్టి వైర్ల మధ్య వాక్యూమ్ ఉంటే, వాటి ఛార్జీల మధ్య ఆకర్షణ శక్తి ఒకటిగా ఉంటుంది, కానీ నైలాన్ను వాక్యూమ్కు బదులుగా వైర్ల మధ్య ఉంచినట్లయితే, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇంటరాక్షన్ యొక్క శక్తి మూడు రెట్లు పెరుగుతుంది, ఎందుకంటే నైలాన్ ఒక విద్యుత్ క్షేత్రం గాలి కంటే 3 రెట్లు మెరుగ్గా ఉంటుంది మరియు వాస్తవానికి విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా, చార్జ్ చేయబడిన వైర్లు ఒకదానితో ఒకటి సంకర్షణ చెందుతాయి.
చార్జ్ చేయబడిన వైర్లు ఒకదానికొకటి వేర్వేరు దిశల్లో వ్యాప్తి చెందడం ప్రారంభిస్తే, అవి తక్కువగా సంకర్షణ చెందుతాయి, అదే ఛార్జీలకు సంభావ్య వ్యత్యాసం ఎక్కువగా ఉంటుంది, అంటే, అటువంటి వ్యవస్థ యొక్క సామర్థ్యం వైర్ల విభజనతో తగ్గుతుంది. పని విద్యుత్ సామర్థ్యం యొక్క ఆలోచనపై ఆధారపడి ఉంటుంది కెపాసిటర్లు.
కెపాసిటర్లు
విద్యుద్వాహకము ద్వారా వేరు చేయబడిన ఒకదానికొకటి విద్యుత్ క్షేత్రాల ద్వారా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్గా పరస్పరం సంకర్షణ చెందడానికి ఛార్జ్ చేయబడిన కండక్టర్ల ఆస్తి కెపాసిటర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
నిర్మాణాత్మకంగా, కెపాసిటర్లు ప్లేట్లు అని పిలువబడే రెండు ప్లేట్లు. ప్లేట్లు విద్యుద్వాహకము ద్వారా వేరు చేయబడతాయి.సాధ్యమైనంత గొప్ప సామర్థ్యాన్ని పొందడానికి, ప్లేట్లు పెద్ద ఉపరితలం కలిగి ఉండటం మరియు వాటి మధ్య దూరం తక్కువగా ఉండటం అవసరం.
ఎలక్ట్రికల్ ఇంజినీరింగ్లోని కెపాసిటర్లు కెపాసిటర్ ప్లేట్ల మధ్య ఉంచిన విద్యుద్వాహక పరిమాణంలో కేంద్రీకృతమై ఉన్న విద్యుత్ క్షేత్రంలో విద్యుత్ శక్తి యొక్క సంచితాలుగా పనిచేస్తాయి, దీని కారణంగా ఛార్జ్ పేరుకుపోతుంది లేదా తొలగించబడుతుంది (విద్యుత్ ప్రవాహం రూపంలో).
మూసివున్న హౌసింగ్ లోపల రెండు ప్లేట్లు కొంచెం దూరంలో ఉంచబడతాయి. సిరామిక్, పాలీప్రొఫైలిన్, ఎలక్ట్రోలైటిక్, టాంటాలమ్ మొదలైనవి. - కెపాసిటర్లు ప్లేట్ల మధ్య విద్యుద్వాహక రకంలో విభిన్నంగా ఉంటాయి.
కెపాసిటర్లు విద్యుద్వాహక బలాన్ని బట్టి అధిక వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ వోల్టేజ్.
ప్లేట్ల వైశాల్యం మరియు ఉపయోగించిన విద్యుద్వాహకము యొక్క విద్యుద్వాహక స్థిరాంకంపై ఆధారపడి, పెద్ద సామర్థ్యం కలిగిన కెపాసిటర్లు ఉన్నాయి, వందలాది ఫారడ్లను (సూపర్ కెపాసిటర్లు) చేరుకుంటాయి మరియు చిన్న సామర్థ్యం - పికోఫారడ్స్ యూనిట్లు.
ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్లో విద్యుత్ సామర్థ్యాన్ని ఉపయోగించడం
కెపాసిటివ్ సిస్టమ్స్ యొక్క ఆస్తి ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్లో ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ టెక్నాలజీలలో, ముఖ్యంగా అధిక మరియు అల్ట్రాహై ఫ్రీక్వెన్సీల రంగంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
DC సాంకేతికతలో, కెపాసిటెన్స్ పల్సెడ్ ఎలక్ట్రిక్ వెల్డింగ్, పల్సెడ్ డైలెక్ట్రిక్ బ్రేక్డౌన్ పరీక్షలు, రెక్టిఫైయర్లలో కరెంట్ కర్వ్ స్మూటింగ్ మొదలైన వాటి కోసం శాశ్వత మాగ్నెట్ మాగ్నెటైజింగ్ పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
వివిక్త వాహక శరీరాల యొక్క ఏదైనా వ్యవస్థ యొక్క కెపాసిటెన్స్, పూర్తిగా సున్నాకి తగ్గించబడదు, కొన్ని సందర్భాల్లో ఎలక్ట్రికల్ పరికరాల లక్షణాలపై (జోక్యం, కెపాసిటివ్ లీకేజ్, మొదలైనవి రూపంలో) అవాంఛనీయ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
మీరు అటువంటి ప్రభావాన్ని వదిలించుకోవచ్చు లేదా దాని ప్రభావాన్ని తగిన విధంగా భర్తీ చేయడం ద్వారా (సాధారణంగా ఇండక్టెన్స్ ఉపయోగించి), లేదా పరిసర వస్తువులకు సంబంధించి సిస్టమ్ యొక్క కొన్ని శరీరాల పొటెన్షియల్స్ కనీస విలువను కలిగి ఉండే పరిస్థితులను సృష్టించడం ద్వారా (ఉదాహరణకు, శరీరాలలో ఒకదానిని గ్రౌండింగ్ చేయడం).