समानांतर प्लेट कंडेनसर: परिभाषा, सूत्र और अनुप्रयोग
एक समानांतर प्लेट कैपेसिटर एक उपकरण है जो विद्युत आवेश और ऊर्जा को एक विद्युत क्षेत्र के रूप में दो चालक प्लेटों के बीच संचित कर सकता है। प्लेटों के बीच एक छोटी दूरी होती है और वे एक वोल्टेज स्रोत, जैसे एक बैटरी, से जुड़े होते हैं। प्लेटों के बीच की जगह हवा, रिक्तिकेंद्र या डाइलेक्ट्रिक सामग्री से भरी जा सकती है, जो एक विद्युत क्षेत्र द्वारा ध्रुवीकृत होने वाला एक अचालक है।
समानांतर प्लेट कैपेसिटर क्या है?
समानांतर प्लेट कैपेसिटर को दो धातु की प्लेटों की व्यवस्था के रूप में परिभाषित किया गया है, जिनका क्षेत्रफल A और विपरीत आवेश Q होता है, जो दूरी d से अलग-अलग होती हैं। प्लेटों को वोल्टेज स्रोत V से जोड़ा जाता है, जो उनके बीच विद्युत संभावना अंतर बनाता है। प्लेटों के बीच का विद्युत क्षेत्र E समान और प्लेटों के लंबवत होता है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।
प्लेटों के बीच का विद्युत क्षेत्र E निम्नलिखित द्वारा दिया जाता है:
जहाँ V प्लेटों के पार का वोल्टेज, d प्लेटों के बीच की दूरी, σ प्रत्येक प्लेट पर सतह आवेश घनत्व, और ϵ0 स्वतंत्र स्थान की धारिता है।
विद्युत क्षेत्र E डाइलेक्ट्रिक सामग्री में एक पोलराइजेशन P उत्पन्न करता है, जो सामग्री के प्रति आयतन द्विध्रुव आघूर्ण है। पोलराइजेशन P डाइलेक्ट्रिक के अंदर प्रभावी विद्युत क्षेत्र E को कम करता है और कैपेसिटर की धारिता C को बढ़ाता है।
समानांतर प्लेट कैपेसिटर की धारिता C प्रत्येक प्लेट पर आवेश Q और प्लेटों के पार के वोल्टेज V का अनुपात है:
धारिता C प्लेटों की ज्यामिति और उनके बीच की डाइलेक्ट्रिक सामग्री पर निर्भर करती है। हवा या रिक्तिकेंद्र से भरे समानांतर प्लेट कैपेसिटर के लिए, धारिता C निम्नलिखित द्वारा दी जाती है:
जहाँ A प्रत्येक प्लेट का क्षेत्रफल और d प्लेटों के बीच की दूरी है।
डाइलेक्ट्रिक सामग्री से भरे समानांतर प्लेट कैपेसिटर के लिए, धारिता C निम्नलिखित द्वारा दी जाती है:
जहाँ k सामग्री की सापेक्ष धारिता या डाइलेक्ट्रिक नियतांक है, जो एक विमाहीन मात्रा है जो मापती है कि एक विद्युत क्षेत्र द्वारा सामग्री को कितनी आसानी से ध्रुवीकृत किया जा सकता है।
डाइलेक्ट्रिक सामग्री की सापेक्ष धारिता k हमेशा 1 से बड़ी या बराबर होती है। k का मान जितना अधिक, उतना ही अधिक आवेश एक दिए गए वोल्टेज पर कैपेसिटर पर संचित किया जा सकता है, और इसलिए धारिता भी अधिक होती है।
समानांतर प्लेट कैपेसिटरों के अनुप्रयोग
समानांतर प्लेट कैपेसिटरों का विज्ञान और इंजीनियरिंग के विभिन्न क्षेत्रों में कई अनुप्रयोग हैं। उनमें से कुछ निम्नलिखित हैं:
फिल्टरिंग: समानांतर प्लेट कैपेसिटर एक विद्युत सिग्नल से अवांछित आवृत्तियों या शोर को फिल्टर करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, वे एक सीधे विद्युत धारा (DC) सिग्नल को रोक सकते हैं और एक विकल्पित धारा (AC) सिग्नल को पारित करने दे सकते हैं। वे वोल्टेज के उतार-चढ़ाव को भी नियंत्रित कर सकते हैं।
ट्यूनिंग: समानांतर प्लेट कैपेसिटर विद्युत परिपथ को एक वांछित आवृत्ति पर रिझोनेट करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, वे रेडियो, टेलीविजन और अन्य संचार उपकरणों में एक विशिष्ट चैनल या आवृत्ति बैंड का चयन करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं।
