ਇਲੈਕਟਰੋਸਟੈਟਿਕ ਟਾਈਪ ਇੰਸਟ੍ਰੂਮੈਂਟਾਂ ਕੀ ਹਨ?

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਧਾਰਾ ਵਾਲੇ ਯੰਤਰ ਕਿਹੜੇ ਹਨ?

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਯੰਤਰ ਦੀ ਪਰਿਭਾਸ਼ਾ

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਯੰਤਰ ਨੂੰ ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਸਥਿਰ ਵਿਦਿਆ ਬਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਨਾਪਿਆ ਜਾ ਸਕੇ, ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ਼।

ਕਾਰਵਾਈ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ

ਨਾਮ ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਯੰਤਰ ਸਥਿਰ ਵਿਦਿਆ ਬਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਜੋ ਵਿਚਲਣ ਦੀ ਬਲ ਪੈਦਾ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕੇ। ਉਹ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਨਾਪਣ ਲਈ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਪਰ ਕਈ ਵਾਰ ਨਿਵੇਸ਼ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਅਤੇ ਸ਼ਕਤੀ ਨਾਪਣ ਲਈ ਵੀ ਵਰਤੇ ਜਾ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਬਲ ਦੀ ਕਾਰਵਾਈ ਦੋ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਨਿਰਮਾਣ ਦੇ ਪ੍ਰਕਾਰ

ਇੱਕ ਸੈਟਅੱਪ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਪਲੇਟ ਸਥਿਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਦੂਜੀ ਮੁੜ ਦੀ ਲੋਕਾਂ ਨਾਲ ਚਲਦੀ ਹੈ। ਪਲੇਟਾਂ ਨੂੰ ਵਿਪਰੀਤ ਰੀਤੀ ਨਾਲ ਚਾਰਜ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਦੇ ਫਲਸਵਰੂਪ ਆਕਰਸ਼ਣ ਦੀ ਬਲ ਮੁੜ ਦੀ ਲੋਕਾਂ ਵਾਲੀ ਪਲੇਟ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਪਲੇਟ ਦੇ ਨਾਲ ਲੈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਊਰਜਾ ਸਟੋਰ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ।

ਦੂਜੇ ਸੈਟਅੱਪ ਵਿੱਚ, ਬਲ ਆਕਰਸ਼ਣ ਦੀ, ਪ੍ਰਤੀਕਰਿਤਾ ਦੀ, ਜਾਂ ਦੋਵਾਂ ਦੀ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਪਲੇਟ ਦੀ ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ।

ਟਾਰਕ ਦੀ ਸਮੀਕਰਣ

ਦੋ ਪਲੇਟਾਂ ਨੂੰ ਸੋਚੋ: ਪਲੇਟ A ਪੋਜ਼ੀਟਿਵ ਚਾਰਜ ਹੈ, ਅਤੇ ਪਲੇਟ B ਨੈਗੈਟਿਵ ਚਾਰਜ ਹੈ। ਪਲੇਟ A ਸਥਿਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਪਲੇਟ B ਮੁੜ ਦੀ ਲੋਕਾਂ ਨਾਲ ਚਲ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਬਲ ਅਤੇ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਬਲ ਦੇ ਬਿਲਕੁਲ ਬਰਾਬਰ ਹੋਣ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਪਲੇਟਾਂ ਦੀ ਵਿਚ ਇੱਕ ਬਲ F ਹੈ। ਇਸ ਬਿੰਦੂ 'ਤੇ ਪਲੇਟਾਂ ਵਿੱਚ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਊਰਜਾ ਹੈ:

ਹੁਣ ਸੁਪੋਜ਼ ਕਰੋ ਕਿ ਅਸੀਂ ਲਾਗੂ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਨੂੰ dV ਦੀ ਰਕਮ ਨਾਲ ਵਧਾਉਂਦੇ ਹਾਂ, ਇਸ ਕਾਰਨ ਪਲੇਟ B ਪਲੇਟ A ਦੇ ਨਾਲ dV ਦੀ ਦੂਰੀ ਤੱਕ ਮੁੜ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪਲੇਟ B ਦੀ ਵਿਚਲਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਸਪ੍ਰਿੰਗ ਬਲ ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਕੀਤੀ ਗਈ ਕਾਮ dV.dx ਹੈ। ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਐਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਕਰੰਟ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੈ

ਇਸ ਵੈਲੂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਇਨਪੁਟ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਕੈਲਕੁਲੇਟ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ

ਇਸ ਤੋਂ ਅਸੀਂ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਵ ਦਾ ਹਿੱਸਾ ਕੈਲਕੁਲੇਟ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਅਤੇ ਇਹ ਨਿਕਲਦਾ ਹੈ

ਵਿਵਰਣ ਵਿੱਚ ਉੱਤੇ ਆਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਉੱਚ-ਕ੍ਰਮ ਦੀਆਂ ਟਰਮਾਂ ਨੂੰ ਨਗਾਹ ਸੇ ਬਾਹਰ ਕਰਦੇ ਹੋਏ। ਹੁਣ ਊਰਜਾ ਦੇ ਸੰਚਾਲਨ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਅਸੀਂ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਇਨਪੁਟ ਊਰਜਾ = ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਊਰਜਾ ਦਾ ਵਧਾਵ + ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਵਿਚਲਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਲਿਖ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਇਸ ਤੋਂ ਅਸੀਂ ਲਿਖ ਸਕਦੇ ਹਾਂ,

ਇਸ ਸਮੀਕਰਣ ਤੋਂ ਬਲ ਨੂੰ ਕੈਲਕੁਲੇਟ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ

ਹੁਣ ਆਓ ਘੁੰਮਣ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਲਈ ਬਲ ਅਤੇ ਟਾਰਕ ਦੀ ਸਮੀਕਰਣ ਲਿਖੀਏ। ਚਿੱਤਰ ਨੀਚੇ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ,

ਰੋਟੇਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਲਈ ਵਿਚਲਣ ਦੀ ਟਾਰਕ ਦੀ ਵਿਚਲਣ ਲਈ ਸਮੀਕਰਣ ਲੱਭਣ ਲਈ, ਸਮੀਕਰਣ (1) ਵਿੱਚ F ਨੂੰ Td ਨਾਲ ਬਦਲੋ ਅਤੇ dx ਨੂੰ dA ਨਾਲ। ਵਿਚਲਣ ਦੀ ਟਾਰਕ ਲਈ ਸੋਧਿਤ ਸਮੀਕਰਣ ਹੈ:

ਸਥਿਰ ਅਵਸਥਾ 'ਤੇ, ਨਿਯੰਤਰਣ ਟਾਰਕ Tc = K × A ਹੈ। ਵਿਚਲਣ A ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:

ਇਸ ਵਿਚਲਣ ਦੀ ਵਿਚਲਣ ਲਈ ਇਹ ਸਿਧਾਂਤ ਹੈ ਕਿ ਵਿਚਲਣ ਦੀ ਨਿਖਾਲੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਮਾਪਣ ਵਾਲੇ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਦੇ ਵਰਗ ਦੇ ਸਹਾਇਕ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਸਕੇਲ ਸਹਾਇਕ ਨਹੀਂ ਹੋਵੇਗੀ। ਹੁਣ ਚਾਰ ਕਵਾਡਰੈਂਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਟਰ ਬਾਰੇ ਚਰਚਾ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। 

ਇਹ ਯੰਤਰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ 100V ਤੋਂ 20 ਕਿਲੋ ਵੋਲਟ ਤੱਕ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਨਾਪਣ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਫਿਰ ਚਾਰ ਕਵਾਡਰੈਂਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਟਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਵਿਚਲਣ ਟਾਰਕ ਲਾਗੂ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਦੇ ਵਰਗ ਦੇ ਸਹਾਇਕ ਹੈ; ਇਸ ਦਾ ਇਕ ਫਾਇਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਯੰਤਰ ਏਸੀ ਅਤੇ ਡੀਸੀ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਦੋਵਾਂ ਨਾਪਣ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। 

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਦੀ ਵੋਲਟਮੀਟਰ ਵਿੱਚ ਵਰਤੋਂ ਦਾ ਇਕ ਫਾਇਦਾ ਹੈ ਕਿ ਅਸੀਂ ਮਾਪਣ ਵਾਲੀ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਦੀ ਰੇਂਗ ਦੀ ਵਿਸਥਾਰ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। ਹੁਣ ਇਸ ਯੰਤਰ ਦੀ ਰੇਂਗ ਦੀ ਵਿਸਥਾਰ ਦੇ ਦੋ ਤਰੀਕੇ ਹਨ। ਅਸੀਂ ਇਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਇਕ ਇਕ ਕਰਕੇ ਚਰਚਾ ਕਰਾਂਗੇ। 

(a) ਰੀਜ਼ਿਸਟੈਂਸ ਪੋਟੈਂਸ਼ੀਅਲ ਡਿਵਾਇਡਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ: ਇਸ ਪ੍ਰਕਾਰ ਦੀ ਕੰਫਿਗਰੇਸ਼ਨ ਦਾ ਸਰਕਿਟ ਡਾਇਗ੍ਰਾਮ ਹੇਠ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।

ਜਿਸ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਨੂੰ ਅਸੀਂ ਮਾਪਣਾ ਚਾਹੁੰਦੇ ਹਾਂ, ਉਸ ਨੂੰ ਕੁੱਲ ਰੀਜ਼ਿਸਟੈਂਸ r ਦੇ ਸਹਾਇਕ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਟੈਟਿਕ ਕੈਪੈਸਿਟਰ ਕੁੱਲ ਰੀਜ਼ਿਸਟੈਂਸ ਦੇ ਇੱਕ ਹਿੱਸੇ, ਜੋ ਰੇਖਿਤ ਰੀਜ਼ਿਸਟੈਂਸ r ਦੇ ਸਹਾਇਕ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹੁਣ ਸੁਪੋਜ਼ ਕਰੋ ਕਿ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਵੋਲਟੇਜ਼ DC ਹੈ, ਤਾਂ ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਧਾਰਨਾ ਕਰਨੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ ਕਿ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਕੈਪੈਸਿਟਰ ਅਨੰਤ ਲੀਕੇਜ ਰੀਜ਼ਿਸਟੈਂਸ ਨਾਲ ਸਹਾਇਕ ਹੈ। 

ਇਸ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਗੁਣਾਂਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕ ਰੀਜ਼ਿਸਟੈਂਸ r/R ਦੀ ਅਨੁਪਾਤ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਸਰਕਿਟ ਉੱਤੇ ਏਸੀ ਕਾਰਵਾਈ ਵੀ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਵਿਚਾਰ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਫਿਰ ਏਸੀ ਕਾਰਵਾਈ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਗੁਣਾਂਕ ਬਰਾਬਰ ਹੋਵੇਗਾ r/R।

(b) ਕੈਪੈਸਿਟਰ ਮੁਲਤੀਪਲਾਈਅਰ ਤਕਨੀਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ: ਅਸੀਂ ਕੈਪੈਸਿਟਰ ਦੀ ਸੇਰੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਮਾਪਣ ਵਾਲੀ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਦੀ ਰੇਂਗ ਦੀ ਵਿਸਥਾਰ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਦਿੱਤੇ ਗਏ ਸਰਕਿਟ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ ਡਾਇਗ੍ਰਾਮ 1 ਵਿੱਚ ਗੁਣਾਂਕ ਦੀ ਵਿਚਲਣ ਲਈ ਵਿਚਲਣ ਲਈ ਸਮੀਕਰਣ ਲਿਖੋ। C1 ਨੂੰ ਵੋਲਟਮੀਟਰ ਦੀ ਕੈਪੈਸਿਟੈਂਸ ਅਤੇ C2 ਨੂੰ ਸੇਰੀ ਕੈਪੈਸਿਟਰ ਦੀ ਕੈਪੈਸਿਟੈਂਸ ਮੰਨੋ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਕੈਪੈਸਿਟਰਾਂ ਦੀ ਸੇਰੀ ਸੰਚਾਲਨ ਕੁੱਲ ਸਰਕਿਟ ਦੀ ਕੈਪੈਸਿਟੈਂਸ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ।

ਵੋਲਟਮੀਟਰ ਦੀ ਇੰਪੈਡੈਂਸ Z1 = 1/jωC1 ਹੈ, ਅਤੇ ਕੁੱਲ ਇੰਪੈਡੈਂਸ ਹੈ:

ਗੁਣਾਂਕ ਨੂੰ Z/Z1 ਦੀ ਅਨੁਪਾਤ ਦੁਆਰਾ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਜੋ 1 + C2 / C1 ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਅਸੀਂ ਵੋਲਟੇਜ਼ ਮਾ