06.04.00 – විද්‍යුත් ධාරිතාව හා ධාරිත්‍රක

0
515

විද්‍යුත් ධාරිතාව

සන්නායකයක විභවය ඒකකයකින් වැඩි කිරීමට ලබා දිය යුතු ආරෝපණ ප්‍රමාණය එහි විද්‍යුත් ධාරීතාව ලෙස හැදින්වේ.

සන්නායකයකට ආරෝපණ ලබා දෙන විට ඊට සමානුපාතිකව විභවය වැඩිවේ.

Q-ආරෝපණය

C-විද්‍යුත් ධාරිතාව

V-විභවය                                                 

  • සන්නායකයක ධාරිතාව එහි මාන හා පවතින මාධ්‍ය මත රදා පවතී.
  • විද්‍යුත් ධාරිතාවයේ ඒකක ෆැරඩ් (F) වේ.

ගෝලයක විද්‍යුත් ධාරිතාව

  • අරය R වන ගෝලයකට Q ආරෝපණයක් දී ඇති විට ගෝලයේ විභවය V නම්,

ගෝලයේ විද්‍යුත් ධාරිතාව  ගෝලයේ අරය හා මාධ්‍යයේ පාරවේද්‍යතාව මත රදා පවතී.


ආරෝපිත වස්තු දෙකක් ස්පර්ශ කළ විට ආරෝපණ බෙදී යන ආකාරය

  • වස්තූන් දෙක විභව සමාන වන තෙක් ආරෝපණ හුවමාරු වේ.
  • ස්පර්ශයට පෙර ආරෝපණ වල වීජ ඓක්‍යය ස්පර්ශයෙන් පසු ආරෝපණවල වීජ ඓක්‍යයට සමාන විය යුතුය.

ගෝල දෙකක් ස්පර්ශ කළ විට ආරෝපණ බෙදී යන ආකාරය

01) බාහිර ස්පර්ෂය

  • ගෝල දෙකක විභව සමාන විට ඒවායේ අරයන් අතර අනුපාතය ආරෝපණ අතර අනුපාතයට සමාන වේ

02) අභ්‍යන්තර ස්පර්ශය

  • ගෝලයක් අභ්‍යන්තරයෙන් ස්පර්ශ කරන විට අභ්‍යන්තර ගෝලයේ සියලුම ආරෝපණ බාහිර ගෝලයට ගමන් කරයි.
  • සන්නායක ගෝල දෙකක් ස්පර්ශ කළ විට හා ආරෝපණ ගලා යා හැකි පරිදි සන්නායක කම්බියකින් සම්බන්ධ කළ විට ඒවා තනි සන්නයකයක් ලෙස හැසිරේ.
  • එනම් ඒවායේ ආරෝපණ පෘශ්ඨයේ පැවතිය යුතු අතර සෑම තැනකම විභවය පෘෂ්ඨයේ විභවයම විය යුතූය.
  • සන්නායක ගෝලයක් ඇතුළත තවත් ගෝලයක් තැබූ විට තැබූ ආරෝපණයේ විශාලත්වයට සමාන ආරෝපණයක් බාහිර ගෝලයට ප්‍රේරණය වේ.
  • ආරෝපිත සන්නායක ගෝලයක් තුළට ආරෝපණයක් ගෙන ආ විට සන්නායක ගෝලයේ බාහිර පෘෂ්ඨයේ ආරෝපණය ලැබෙනුයේ ගෝලයේ තිබූ සඵල ආරෝපණයෙත් ප්‍රේරණය නිසා ලැබුණු ආරෝපණයේ වීජ ඓක්‍යයෙනි.

ධාරිත්‍රක

  • ආරෝපණ ගබඩා කර තබා ගැනීමට ධාරිත්‍රක භාවිතා කරයි.
  • ආරෝපණ ගබඩා වූ පසු ධාරිත්‍රක තුළ විද්‍යුත් ශක්තියක්ද ගබඩා වී පවතී.
  • ධාරිත්‍රකයක ගබඩා වී ඇති ආරෝපණ ප්‍රමාණය දෙකෙලවර විභව අන්තරයට සමානුපාතික වේ.

ධාරිත්‍රකයේ ධාරිතාව එහි මාන හා එය තබා ඇති මාධ්‍යයේ පරවේද්‍යතාව මත රදා පවති.

සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රක

ධාරිත්‍රකයේ තහඩුවක වර්ගඵලය A ද තහඩු අතර පරතරය d ද තහඩු අතර මාධ්‍යයේ පාරවේද්‍යතාව ɛ ද විට Q ආරෝපණයක් ලබා දී දෙකෙලවර විභව අන්තරය ΔV විට,

  • ධාරිත්‍රකයක තහඩු අතර පවතින්නෙ පාරවිද්‍යුත් ද්‍රව්‍යක් බැවින් ධාරිත්‍රකය තුළින් ධාරවක් ගමන් නොකරයි.

01) ශ්‍රේණිගත ධාරිත්‍රක පද්ධති

  • ධාරිත්‍රක ශ්‍රේණිගතව පවතින විට එක් එක් ධාරිත්‍රක තුළ ගබඩා වී ඇති ආරෝපණ ප්‍රමාණ සමාන වේ.
  • සමකයේ ඇති ආරෝපණ ප්‍රමාණය එක් ධාරිත්‍රකයක ආරෝපණ ප්‍රමාණයට සමාන වේ.
  • සර්වසම ධාරිත්‍රක n ගණනක් ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ විට සමකය,
  • ධාරිත්‍රක ශ්‍රේණිගතව ඇතිවිට සමක ධාරිතාව පවතින කුඩාම ධාරිතාවටත් වඩා අඩුවේ.
  • බැටරියට සම්බන්ධ නැති තහඩු ප්‍රේරණයෙන් ආරෝපණය වේ.

02) සමාන්තර ධාරිත්‍රක පද්ධති

  • ධාරිත්‍රක වල දෙකෙලවර විභව අගයන් සමාන නම් ඒවා සමාන්තරගතව පවති.
  • ධාරිත්‍රක සමාන්තරගත විට සමකයේ ආරෝපණ ප්‍රමාණය එක් එක් ධාරිත්‍රකයේ ආරෝපණ වල එකතුවට සමාන වේ.
  • ධාරිත්‍රක සමාන්තරගත විට ගබඩා වී ඇති ආරෝපණ, ධාරිත්‍රක වල ධාරිතාවයට සමානුපාතික වේ.

උදා: තහඩු අතර පොදු වර්ගඵලය A හා පරතරය d විට පද්ධතියේ සමක ධාරිතාව

එක් ධාරිත්‍රකයක,

සමකය,

ධාරිත්‍රක මෙසේ සම්බන්ධ කළවිට,

  • එනම් A ධාරිත්‍රකයෙහි දෙකෙලවර විභව අන්තරයක් නොමැත. එමනිසා සමක ධාරිතාව සෙවීමේදී A ඉවත් කළ යුතුය.

ධාරිත්‍රකයක ගබඩා වී ඇති විද්‍යුත් ශක්තිය

ධාරිත්‍රකයේ Q ආරෝපණයක් ගබඩා වී ඇති විට දෙකෙලවර විභව අන්තරය V නම් ගබඩා වී ඇති විද්‍යුත් ශක්තිය W,

 Q = CV සමීකරණයෙන්,

  • ධාරිත්‍රකයක ආරෝපණ ප්‍රමාණය Q හා දෙකෙලවර විභව අන්තරය V අතර ප්‍රස්තාරය යට වර්ගඵලයෙන් ධාරිත්‍රකයේ ගබඩා වී ඇති විද්‍යුත් ශක්ති ප්‍රමාණය ලැබේ.

උදා: ධාරිත්‍රකයේ ගබඩා වී ඇති ශක්තිය සොයන්න.

ධාරිත්‍රක ආරෝපණය වීම

  • ආරෝපණය ආරම්භ වන මොහොතේ ධාරිත්‍රකය තුළින් විශාල ධාරාවක් ගලා යයි.
  • ධාරිත්‍රකයේ රැදෙන ආරෝපණ ප්‍රමාණය වැඩිවත්ම ගලායන ධාරාව අඩු වී ධාරිත්‍රකයේ දෙකෙලවර හා කෝෂයේ දෙකෙලවර විභව අන්තරය සමාන වූ විට ධාරාව ශුන්‍ය වේ.
  • ධාරිත්‍රකයක් මිලි තත්පර ගණනක් තුළ ආරෝපණය වේ.


ධාරිත්‍රකයක් විසර්ජනය වීම

  • විසර්ජනය ආරම්භයේදී ඉහළ විභව අන්තරයක් ඇති නිසා ආරම්භයේ දී ඉඅහළ ධාරාවක් ගලා යයි.
  • නමුත් ආරෝපණ විසර්ජනය වීමේදී දෙකෙලවර විභව අන්තරය ක්‍රමයෙන් අඩූ වී ආරෝපණ සම්පූර්ණයෙන්ම විසර්ජනය වූ විට විභව අන්තරය ශුන්‍ය වී ධාරාව ශුන්‍ය වේ.
  • ධාරිත්‍රක විසර්ජනය වීමට ගත වන්නේ මිලි තත්පර ප්‍රමාණයකි.

සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක් අතරට සන්නායකයක් ඇතුල් කළ විට ධාරිතාව වෙනස් වන ආකාරය

t ඝනකමක් ඇති සන්නායකයක් තහඩු වල වර්ගඵලය A හා තහඩු අතර පරතරය d වන සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක් තුළට ඇතුල් කළ විට,

  • තහඩු අතර සන්නායකය පවතින දුර(x) මත ලැබෙන නව ධාරිතාව රදා නොපවති.

සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක් අතරට පරිවාරක තහඩුවක් ඇතුල් කළ විට ධාරිතාව වෙනස් වන ආකාරය

A -හරස්කඩ වර්ගඵලය

k -පාරවිද්‍යුත් නියතය

t -පරිවාරක තහඩුවේ ඝනකම

d -තහඩු අතර පරතරය

  • පද්ධතියේ ධාරිතාව පාරවිද්‍යුත් තැටිය ඇතුල් කළ ස්ථානය මත රදා නොපවති.

Results

#1. 4 µF ධාරිත්‍රකය 200 V විභව අන්තරයක් යටතේ ආරෝපණය කරනු ලැබේ. ධාරිත්‍රකයේ ගබඩා වන විද්‍යුත් ශක්තිය වන්නේ,

#2. ධාරිතාව 10 µF වන ධාරිත්‍රක 5ක් භාවිතයෙන් ලබාගත හැකි උපරිම සමක ධාරිතාව වන්නේ කුමක්ද?

#3. ධාරිතාව 20µF වන ධාරිත්‍රක 10ක් භාවිතයෙන් ලබාගත හැකි අවම සමක ධාරිතාව වන්නේ කුමක්ද?

#4. දී ඇති සමාන්තර තහඩු ධාරිත්‍රකයක් බැටරියට සම්බන්ධ කර බැටරියේ වී.ගා.බ දෙගුණ කළ විට තහඩු අතර විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය,

#5. පිළිවෙලින් 2µF, 3kV හා 1µF, 4kV වන ධාරිත්‍රක දෙකක් ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළොත් සංයුක්තයට දැරිය හැකි උපරිම වෝල්ටීයතාව කුමක්ද?

finish

ඔබේ අදහස් හා ප්‍රශ්න ඇතුළත් කරන්න.