क्यों समाई प्लेटों की सामग्री पर निर्भर नहीं करती है?

Question

एक छात्र के रूप में, संधारित्र के बारे में समझने के बाद कि एक रोकनेवाला क्या है, यह नोट करना काफी आश्चर्यजनक था कि समाई इस्तेमाल की जाने वाली प्लेटों की प्रकृति पर निर्भर नहीं करती है, कम से कम किसी भी प्रकार के संधारित्र में मुझे जाना जाता है।

मुझे निर्देशित किया जाता है, "जब तक प्लेटें चल रही हैं, तब तक कोई फर्क नहीं पड़ता।" क्या यह सच है?

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हां, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता जब तक प्लेट्स स्टोरेज चार्ज करने में सक्षम हैं। विभेदक कारक समाई को बढ़ाने के लिए प्लेट (अधिक आवेश) का क्षेत्र है और दो प्लेटों के बीच पृथक्करण एक सीमित कारक है। यदि आप नए हैं, तो मैं आपको अत्यधिक कैपेसिटर के बारे में ENTIRE विकिपीडिया पेज पढ़ने की सलाह देता हूं और वास्तव में इस बारे में सोचने की कोशिश करता हूं कि समीकरण क्यों बने हैं। प्रत्येक पैरामीटर को देखें और उन्हें एक दूसरे से संबंधित करने का प्रयास करें।

— सोरेनप

आप जो सीख रहे हैं वह एक आदर्श संधारित्र है, जो शून्य विद्युत प्रतिरोध वाली सामग्री से बना है। बेशक ऐसा कुछ मौजूद नहीं है, लेकिन अगर प्रतिरोध छोटा है, तो यह एक बहुत अच्छा अनुमान है। वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में कैपेसिटर उनके विद्युत प्रतिरोध से प्रभावित होते हैं (भले ही वे धातु की चादरों की तरह अच्छे कंडक्टर से बने हों, चादरें बहुत पतली होती हैं) और एक रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में एक आदर्श संधारित्र माना जा सकता है । संधारित्र का प्रभावी मूल्य संधारित्र के डेटा शीट में निर्दिष्ट है, और कैपेसिटर के कुछ उपयोगों के लिए इसका मूल्य बहुत महत्वपूर्ण है।

— एलेफ़ेज़ेरो

समीपवर्ती (संवाहक) सतहों में एक सतह प्रभाव के रूप में समाई के बारे में सोचो; और जो इन सतह चार्ज परतों के बीच (ढांकता हुआ) सामग्री पर निर्भर है (जैसा कि यह प्रभावित करता है कि एक परत दूसरे को कितनी दृढ़ता से देखती है) - फिर कंडक्टर मामलों के बारे में और कुछ नहीं।

— फ़्लैटअथर

जैसा कि आप अनुभव प्राप्त करते हैं, आप सर्किट तत्वों के आदर्शित मॉडल की सीमाओं के लिए बेहतर अनुभव प्राप्त करेंगे। उदाहरण के लिए, जबकि आरसी सर्किट 1-ओम आर और 1-एमएफ सी के साथ ही सिद्धांत रूप में काम कर सकता है, आप एक अंतर्ज्ञान विकसित करेंगे कि 1-कोह आर और 1-यूएफ सी का उपयोग करना बेहतर होगा

— मूसबॉय

सिलिकॉन पर कैपेसिटर के डिजाइन में, प्लेटों के ओम / वर्ग क्षणिक व्यवहार के लिए एक बड़ी बात बन जाते हैं, और धातु-पॉलीसिलिकॉन संपर्क पैटर्न का डिज़ाइन इंजीनियर के लिए एक डिग्री-ऑफ-फ्रीडम है। मैंने LC पावर / VDD सफाई के लिए संपर्क के भाग के रूप में संपर्कों का उपयोग किया।

— analogsystemsrf

Answer 1

हाँ यह सच है, समाई है:

$C = \frac q V$

जहाँ q आवेश है और V प्लेटों के बीच वोल्टेज है।

जब तक चार्ज $q$ "पकड़ में आता है" तब तक यह संबंध लागू होता है। मेरा मतलब है, "अच्छा" कंडक्टर होने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि चार्ज स्थिर है , यह नहीं चलता है।

इसलिए जब तक एक निश्चित वोल्टेज $V$ को लागू किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप संधारित्र की प्लेटों पर एक निश्चित चार्ज $q$ मौजूद होता है तो $C$ को निर्धारित किया जा सकता है।

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि प्लेटें खराब कंडक्टर (उच्च प्रतिरोध) हैं क्योंकि यह तब सभी चार्ज के लिए अपने अंतिम स्थान तक पहुंचने में अधिक समय लेगी। अंतिम स्थिति में एक संधारित्र की तुलना में अच्छी तरह से प्लेटों के संचालन के साथ कोई अंतर नहीं होगा क्योंकि प्रभार की मात्रा समान होगी।

केवल तभी जब आप एक संधारित्र के गतिशील व्यवहार को देखते हैं (यह त्वरित वोल्टेज परिवर्तनों का जवाब कैसे देता है) क्या आपको प्लेटों की चालकता का प्रभाव दिखाई देगा। पहले क्रम में संधारित्र अतिरिक्त श्रृंखला प्रतिरोध प्रदर्शित करेगा ।

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कृपया स्पष्ट रूप से बताएं कि आप एक सैद्धांतिक मॉडल के बारे में बात कर रहे हैं, जिसमें इसकी "स्वीकृति सीमा" है, लेकिन इसकी सीमा भी है।

— ईसाई बी।

@ChristianB। यदि आप "सब कुछ" को ध्यान में रखते हैं, तो निश्चित रूप से, मुझे आपकी बात (और आपका जवाब भी) मिल जाएगा। हालाँकि जब नई चीजें सीखते हैं तो यह मेरी राय में बहुत आसान होता है कि चीजों को सरल बनाएं और केवल "पहले क्रम" की घटनाओं को देखें। इस तरह आप उन लोगों को भ्रमित नहीं करते जो विषय के लिए नए हैं, जैसे ओपी जो केवल मूल अवधारणा को समझना चाहते हैं। जब मेरा "सीमित और सरलीकृत दुनिया" उत्तर समझ में आता है, तो गहराई में जाना और अपने उत्तर पर विचार करना आसान हो जाता है।

— बिम्पेलरेक्की

मैं सरलीकरण और मॉडलिंग के साथ ठीक हूं जब तक कोई स्पष्ट करता है कि यह एक मॉडल है। हमारे पास पहले से ही कई पीपीएल हैं जो "विश्वास" करते हैं कि मॉडल वास्तविकता हैं। यह आसानी से व्यवहार की तरह धार्मिक हो सकता है और प्रगति में बाधा डाल सकता है (एक ओर सापेक्षता सिद्धांत और क्वांटम भौतिकी का इतिहास देखें) और यहां तक ​​कि वैज्ञानिक ज्ञान में विश्वास खो देते हैं यदि पीपीएल को पता चलता है कि उन्हें सिद्धांतों में से एक में "लॉजिक होल" मिला है, हालांकि वे सिर्फ एक मॉडल की सीमा तक "पहुंच गए" (फ्लैट पृथ्वी की बढ़ती मात्रा की तुलना करें)।

— क्रिश्चियन बी।

कृपया मुझे गलत मत समझो। मैं सरल मॉडल के साथ पूरी तरह से ठीक हूं, लेकिन किसी को यह सुनिश्चित करना होगा कि वे उसी के रूप में हैं। खासकर अगर कोई पूछता है कि क्या एक मॉडल ओपी की तरह पूरी कहानी है।

— क्रिश्चियन बी।

Answer 2

संधारित्र का सक्रिय भाग ढांकता हुआ है। यही वह जगह है जहाँ ऊर्जा को संग्रहीत किया जाता है, यही वोल्टेज भर में विकसित होता है। प्लेटें अभी करंट को सही स्थानों पर ले जाती हैं। यहां एक उच्च प्रतिरोध संधारित्र को हानिरहित बना सकता है, लेकिन समाई को नहीं बदलेगा।

उसी तरह, एक प्रतिरोधक का प्रतिरोध प्रतिरोधक भाग की सामग्री और ज्यामिति पर निर्भर करता है, न कि लीड्स पर।

एक प्रारंभ करनेवाला का सक्रिय हिस्सा लोहे, फेराइट या वायु-कुंडलों के भीतर का स्थान है, क्योंकि यही वह जगह है जहां ऊर्जा संग्रहीत होती है। उच्च प्रतिरोध तार प्रारंभ करनेवाला को हानिपूर्ण बना देगा, लेकिन अधिष्ठापन को नहीं बदलेगा।

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यह स्वीकृत उत्तर होना चाहिए!

— nigel222

हां, बिना किसी संदेह के, यह वर्तमान में यहां सबसे अच्छा जवाब है।

— दाऊद का कहना है कि मोनिका

Answer 3

$N_A = 6×10^{23}$$C = 6×10^{18}e$, इसलिए 1 mol धातु में 100000 C के लिए पर्याप्त चार्ज वाहक होते हैं, प्रति परमाणु एक मोबाइल इलेक्ट्रॉन। एल्यूमीनियम प्लेटों के साथ 100V पर 1000μF के संधारित्र में, केवल 27μg एल्यूमीनियम परमाणुओं को चार्ज रखने के लिए एक इलेक्ट्रॉन को दान / स्वीकार करना होता है, बाकी परमाणु तटस्थ रहते हैं। प्लेटों का वजन 5g मानकर, यह 99,9995% तटस्थ परमाणुओं के साथ-साथ 0,0005% परमाणुओं में से एक इलेक्ट्रॉन लापता है। स्पष्ट रूप से, प्लेटों में चार्ज वाहक की कमी स्पष्ट होने से बहुत पहले एक विशिष्ट संधारित्र टूटने के कारण विफल हो जाएगा।

अर्धचालकों में चीजें बदल जाती हैं, जहां मुफ्त वाहक की मात्रा बहुत कम होती है और डोपिंग पर निर्भर करती है। फिर भी, यह अक्सर एक स्थैतिक सन्निकटन के रूप में समाई की गणना करना आसान होता है, यह मानते हुए कि प्लेटें पूरी तरह से प्रवाहकीय रहती हैं और केवल उन दोनों के बीच की दूरी में परिवर्तन होता है, क्योंकि कमी क्षेत्र बढ़ता है। हालांकि यह हमेशा संभव नहीं है: तेजी से गतिशील प्रक्रियाओं में जंक्शन कैपेसिटेंस को केवल चार्ज फ्लो (जैसे यह एक ) के लिए समीकरणों का उपयोग करके पर्याप्त रूप से वर्णित किया जा सकता है , और समाधान वास्तव में प्लेटों की सामग्री पर निर्भर करते हैं।

Answer 4

मेरे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए सामग्री की बात चुना - स्थैतिक मामले के लिए भी। यदि ऐसा नहीं होता है कि अधिकांश इंसुलेटर को इलेक्ट्रोड के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, तो इसके लिए प्रभार वाहकों की मौजूदगी के अवशिष्ट अवसर के कारण। कुछ तर्क और वैज्ञानिक काम करते हैं कि इलेक्ट्रोड सामग्री का चुनाव क्यों होता है: DOI: 10.1109 / 16.753713 और doi.org/10.1063/1.1713297 बस कुछ ही नाम दें। बात यह है कि आप जो मॉडल सीखते हैं वह एक अच्छा अनुमान है। कम ज्यादा नहीं। इलेक्ट्रोड सामग्री के मामले में मुख्य कारण यह है कि ईएम क्षेत्र कंडक्टरों में पहुंचता है और साथ ही स्थिर मामले के लिए भी।

LT; DR आपके मॉडल की सीमाएं जानते हैं: यह मायने रखता है लेकिन अक्सर उपेक्षित किया जा सकता है।

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स्थैतिक समाई के लिए नहीं, यह नहीं है।

— बजे कार्ल विटथॉफ्ट

महान। आइए एक विशिष्ट फ्लैट इथर चर्चा शुरू करें: यह मायने रखता है, नहीं, यह नहीं है, हाँ यह करता है, आदि आपका वैज्ञानिक ध्वनि प्रमाण या स्रोत है? यदि आप वास्तव में थोड़ा शोध करते हैं, तो आपको बहुत सारे संकेत मिलेंगे कि मॉडल मॉडल हैं और "अच्छा कंडक्टर का अर्थ है हर जगह संचारक" अच्छा है लेकिन सही धारणा नहीं है: en.wikipedia.org/wiki/Electric-field_screening भौतिकी .stackexchange.com/ प्रश्न / 14927 /… tf.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/kap_2/backbone/r2_4_2.html

— क्रिश्चियन बी।

लेकिन थोड़ा सोचा हुआ प्रयोग करने दें: मान लें कि सामग्री बिल्कुल भी मायने नहीं रखती है। संकेत यह होगा कि नॉन परफेक्ट आइसोलेटर्स इलेक्ट्रोड मटेरियल के रूप में काम करेंगे और साथ ही हमें अनंतता के करीब पहुंचने की कैपेसिटी भी देंगे क्योंकि d बहुत छोटा होगा (या अस्तित्व में भी नहीं होगा?)। तो आप सही हैं। यह एक मूर्खतापूर्ण धारणा है। तो चलो कहते हैं कि केवल "अच्छा" कंडक्टर सही इलेक्ट्रोड की तरह व्यवहार करते हैं। लेकिन फिर महत्वपूर्ण मूल्य क्या है? 10 ^ 6 एस / एम? यदि आप सामग्री को संशोधित करते हैं तो क्या होगा? क्या हम एक "ऑन-ऑफ" व्यवहार देखेंगे? अगर इस तरह के सबूत हैं तो मुझे इसे देखकर खुशी होगी।

— क्रिश्चियन बी।

अच्छी भौतिकी, खराब इंजीनियरिंग। याद रखें कि प्लेट सामग्री भी एक निश्चित ढांकता हुआ स्थिर है अगर यह एक बुरा कंडक्टर है, और भले ही यह एक अच्छा कंडक्टर है। प्लेट पदार्थ में विद्युत क्षेत्र के किसी भी प्रवेश से उस ढांकता हुआ स्थिरांक पर निर्भरता समाई हो जाएगी। लेकिन बहुत ज्यादा नहीं।

— richard1941

Answer 5

यह एक प्रारंभ करनेवाला के लिए समान है - प्रेरण का मूल्य तार की चालकता के बावजूद निरंतर रहता है। इसे चरम सीमाओं पर ले जाएं और रेडियो तरंगों की गति पर विचार करें और वे अंतरिक्ष के माध्यम से कैसे प्रचार करें।

मुक्त अंतरिक्ष के प्रतिबाधा से निर्धारित होता है पारगम्यता और permittivity मुक्त अंतरिक्ष के और इन क्रमशः मीटर प्रति हेनरी और मीटर प्रति Farads में मापा जाता है। फिर भी खाली जगह में कोई कंडक्टर नहीं हैं।

Answer 6

एक ठेठ संधारित्र में, चार्ज प्रत्येक इलेक्ट्रोड के कुछ हिस्सों पर पतली परतों में केंद्रित किया जाएगा जो कि विपरीत-चार्ज इलेक्ट्रोड के निकटतम हैं। यद्यपि इस परत में अनिवार्य रूप से हमेशा गैर-शून्य मोटाई होती है, और प्रत्येक आवेशित कण और सतह के बीच की दूरी उस आवेश से उत्पन्न संभावित अंतर को प्रभावित करती है, व्यवहार में यह प्रभाव माप अनिश्चितताओं या अन्य उलझनों से लगभग हमेशा छोटा होता है। प्रभाव।

Answer 7

कई व्यावहारिक कैपेसिटर में कंडक्टर सामग्री पर बहुत कमजोर निर्भरता होती है। संधारित्र समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) प्लेट सामग्री और मोटाई / मार्ग से प्रभावित होगा और बिजली अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण सीमित कारक है। यह स्पंदित अनुप्रयोगों के लिए पीक डिस्चार्ज धाराओं को भी प्रभावित करता है।

व्यावहारिक स्तर पर, कई बिजली फिल्म कैपेसिटर के धातुकरण में फ्यूज़िबल लिंक होते हैं, ताकि कैपेसिटर के असफल हिस्से सर्किट (और कैपेसिटेंस ड्रॉप) से हटा दिए जाते हैं। यह कैपेसिटर प्लेट से बंधा एक प्रमुख व्यावहारिक विचार है।