প্যারালেল প্লেট ক্যাপাসিটর: সংজ্ঞা, সূত্র এবং প্রয়োগ

একটি সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটর এমন একটি ডিভাইস যা দুটি পরিবাহী প্লেটের মধ্যে একটি বিদ্যুৎ ক্ষেত্র আকারে বিদ্যুৎ চার্জ এবং শক্তি সঞ্চয় করতে পারে। প্লেটগুলি একটি ছোট দূরত্ব দ্বারা পৃথক করা হয় এবং একটি ভোল্টেজ সোর্স, যেমন একটি ব্যাটারি, এর সাথে সংযুক্ত। প্লেটগুলির মধ্যে স্থান হাওয়া, একটি নির্জন অথবা একটি ডাইইলেকট্রিক উপকরণ দ্বারা পূর্ণ করা যেতে পারে, যা একটি বিদ্যুৎ ক্ষেত্র দ্বারা পোলারাইজড হওয়া যায় এমন একটি অপরিবাহী।

সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটর কি?

একটি সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটর হল দুটি ধাতব প্লেটের বিন্যাস, যার প্রতিটির ক্ষেত্রফল A এবং বিপরীত চার্জ Q, এবং তারা d দূরত্ব দ্বারা পৃথক করা হয়। প্লেটগুলি একটি ভোল্টেজ সোর্স V এর সাথে সংযুক্ত, যা তাদের মধ্যে একটি বিদ্যুৎ সম্ভাবন পার্থক্য তৈরি করে। প্লেটগুলির মধ্যে বিদ্যুৎ ক্ষেত্র E সুষম এবং প্লেটগুলির লম্বভাবে থাকে, যা চিত্র ১ এ দেখানো হয়েছে।

প্লেটগুলির মধ্যে বিদ্যুৎ ক্ষেত্র E নিম্নরূপ:

যেখানে V হল প্লেটগুলির মধ্যে ভোল্টেজ, d হল প্লেটগুলির মধ্যে দূরত্ব, σ হল প্রতিটি প্লেটের পৃষ্ঠ চার্জ ঘনত্ব, এবং ϵ0 হল স্বাধীন স্থানের পারমিটিভিটি।

বিদ্যুৎ ক্ষেত্র E ডাইইলেকট্রিক উপকরণে P পোলারাইজেশন উৎপাদন করে, যা উপকরণের একক আয়তনের ডিপোল মোমেন্ট। পোলারাইজেশন P ডাইইলেকট্রিকের মধ্যে প্রভাবশালী বিদ্যুৎ ক্ষেত্র E কমিয়ে দেয় এবং ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটেন্স C বাড়ায়।

একটি সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটেন্স C হল প্রতিটি প্লেটের চার্জ Q এবং প্লেটগুলির মধ্যে ভোল্টেজ V এর অনুপাত:

ক্যাপাসিটেন্স C প্লেটগুলির জ্যামিতি এবং তাদের মধ্যে ডাইইলেকট্রিক উপকরণের উপর নির্ভর করে। একটি সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরের জন্য, যার প্লেটগুলির মধ্যে হাওয়া বা নির্জন, ক্যাপাসিটেন্স C নিম্নরূপ:

যেখানে A হল প্রতিটি প্লেটের ক্ষেত্রফল এবং d হল প্লেটগুলির মধ্যে দূরত্ব।

একটি সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরের জন্য, যার প্লেটগুলির মধ্যে ডাইইলেকট্রিক উপকরণ, ক্যাপাসিটেন্স C নিম্নরূপ:

যেখানে k হল উপকরণের আপেক্ষিক পারমিটিভিটি বা ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক, যা একটি মাত্রাহীন পরিমাণ যা একটি বিদ্যুৎ ক্ষেত্র দ্বারা উপকরণটি কতটা সহজে পোলারাইজড হতে পারে তা মাপে।

একটি ডাইইলেকট্রিক উপকরণের আপেক্ষিক পারমিটিভিটি k সবসময় ১ এর সমান বা তার বেশি। k এর মান যত বেশি, তত বেশি চার্জ একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজের জন্য ক্যাপাসিটরে সঞ্চিত হতে পারে, এবং ফলে ক্যাপাসিটেন্স বেশি হয়।

সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরের প্রয়োগ

সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরগুলি বিজ্ঞান এবং প্রকৌশলের বিভিন্ন ক্ষেত্রে অনেক প্রয়োগ রয়েছে। এর কিছু হল:

• ফিল্টারিং: সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরগুলি বিদ্যুত সংকেত থেকে অনাকাঙ্ক্ষিত ফ্রিকোয়েন্সি বা শব্দ ফিল্টার করতে ব্যবহৃত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, তারা সরাসরি বিদ্যুৎ (DC) সংকেত ব্লক করতে পারে