इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में समाई क्या है

विद्युत क्षमता एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में चार्ज करने के लिए प्रवाहकीय निकायों की संपत्ति की विशेषता है, साथ ही इन निकायों के क्षेत्र में विद्युत ऊर्जा जमा करने के लिए।

जलस्थैतिकी के क्षेत्र में विद्युत क्षमता का एक सादृश्य पोत की प्रति इकाई ऊंचाई की विशिष्ट क्षमता हो सकता है, जो संख्यात्मक रूप से पोत के क्षैतिज खंड के क्षेत्र के बराबर है।

एक लम्बे कुंड की कल्पना करो। तरल की मात्रा (शरीर पर बिजली की मात्रा) जिसे टैंक में संग्रहित किया जा सकता है, उसके भरने की ऊंचाई (शरीर की क्षमता) के साथ-साथ टैंक की प्रति इकाई ऊंचाई (शरीर की क्षमता) पर तरल की मात्रा पर निर्भर करता है। तरल की यह मात्रा, बदले में, टैंक के क्षैतिज भाग के क्षेत्र पर - इसके व्यास पर निर्भर करती है।

यह व्यास जितना बड़ा होगा, और इसलिए प्रति इकाई ऊँचाई का आयतन, टैंक की ऊँचाई प्रति विशिष्ट समाई जितनी अधिक होगी (दो प्लेटों के बीच विद्युत समाई प्लेटों के क्षेत्रफल के समानुपाती होती है, देखें — संधारित्र की समाई क्या निर्धारित करती है?).तदनुसार, यह प्रति इकाई ऊंचाई पर तरल की मात्रा के मूल्य और टैंक को भरने पर खर्च किए जाने वाले कार्य पर निर्भर करता है।

मान लीजिए कि अंतरिक्ष में एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर एक ही आकार (लाल और नीला) की दो तांबे की गेंदें हैं। 9 वोल्ट की बैटरी लें और इसे विपरीत ध्रुवों के साथ इन दो गेंदों से जोड़ दें ताकि «+» एक गेंद (नीले रंग से) और «-» से दूसरे (लाल रंग) से जुड़ा हो। गेंदों के बीच बैटरी वोल्टेज वी = 9 वोल्ट के बराबर विद्युत संभावित अंतर दिखाई देगा।

इन दो तांबे की गेंदों की विद्युत स्थिति बैटरी से जुड़े होने से पहले की तुलना में तुरंत भिन्न हो गई, क्योंकि अब गेंदों पर विपरीत विद्युत आवेश होते हैं जो परस्पर क्रिया करते हैं, एक दूसरे के प्रति आकर्षण बल का अनुभव करते हैं।

हम कह सकते हैं कि बैटरी ने सकारात्मक आवेश + q को बाईं गेंद से दाईं ओर स्थानांतरित कर दिया है और इसलिए गेंदों के बीच संभावित अंतर V = 9 वोल्ट हो गया है। अब बायीं गेंद पर ऋणावेशित -q है।

यदि हम श्रृंखला में सर्किट में उसी प्रकार की एक और बैटरी जोड़ते हैं, तो गेंदों के बीच का संभावित अंतर दोगुना हो जाएगा, उनके बीच का वोल्टेज अब 9 वोल्ट नहीं, बल्कि 18 वोल्ट होगा, और चार्ज से चलेगा बॉल टू बॉल भी दोगुनी हो जाएगी (यह 2q हो जाएगी) साथ ही वोल्टेज भी। लेकिन इस आवेश q का परिमाण क्या है जो हर बार वोल्टेज में 9 वोल्ट की वृद्धि करता है?

जाहिर है, इस चार्ज का परिमाण गेंदों के बीच बनाए गए संभावित अंतर के समानुपाती होता है। लेकिन किस सटीक संख्यात्मक अनुपात में चार्ज और संभावित अंतर हैं? यहां हमें कंडक्टर की ऐसी विशेषता को विद्युत क्षमता सी के रूप में पेश करना होगा।

कैपेसिटेंस विद्युत चार्ज को स्टोर करने के लिए कंडक्टर की क्षमता का एक उपाय है। यह समझना भी महत्वपूर्ण है कि जब पहला तार आवेशित होता है, तो उसके चारों ओर विद्युत क्षेत्र की शक्ति बढ़ जाती है। तदनुसार, पहले आवेशित तार का प्रभाव दूसरे आवेशित तार पर बढ़ जाएगा, खासकर यदि वे एक दूसरे के करीब आने लगते हैं।

यदि आवेशित तारों के बीच की दूरी कम हो जाती है तो उनके बीच अन्योन्य क्रिया बल अधिक हो जाता है। इसके अलावा, तारों के बीच माध्यम के मापदंडों के आधार पर, उनकी बातचीत की ताकत भी भिन्न हो सकती है।

अत: यदि तारों के बीच निर्वात है तो उनके आवेशों के बीच आकर्षण बल एक होगा, लेकिन यदि तारों के बीच निर्वात के स्थान पर नायलॉन रखा जाए, तो स्थिर वैद्युत अन्योन्यक्रिया का बल तिगुना हो जाएगा, क्योंकि नायलॉन एक से अधिक गुजरता है। विद्युत क्षेत्र हवा की तुलना में 3 गुना बेहतर है और वास्तव में विद्युत क्षेत्र के कारण आवेशित तार एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

यदि आवेशित तार एक दूसरे से अलग-अलग दिशाओं में फैलने लगते हैं, तो वे कम परस्पर क्रिया करेंगे, समान आवेशों के लिए संभावित अंतर अधिक होगा, अर्थात तारों के अलग होने पर ऐसी प्रणाली की क्षमता घट जाएगी। काम विद्युत क्षमता के विचार पर आधारित है संधारित्र.

संधारित्र

एक ढांकता हुआ द्वारा अलग किए गए एक दूसरे के विद्युत क्षेत्रों के माध्यम से इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से एक दूसरे के साथ बातचीत करने के लिए आवेशित कंडक्टरों की संपत्ति का उपयोग कैपेसिटर में किया जाता है।

संरचनात्मक रूप से, कैपेसिटर दो प्लेट होते हैं जिन्हें प्लेट कहा जाता है। प्लेटों को एक ढांकता हुआ द्वारा अलग किया जाता है।सबसे बड़ी संभव क्षमता प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि प्लेटों की एक बड़ी सतह हो और उनके बीच की दूरी न्यूनतम हो।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में कैपेसिटर एक विद्युत क्षेत्र में विद्युत ऊर्जा के संचायक के रूप में काम करते हैं जो संधारित्र की प्लेटों के बीच रखे ढांकता हुआ की मात्रा में केंद्रित होता है, जिसके कारण चार्ज जमा होता है या हटा दिया जाता है (विद्युत प्रवाह के रूप में)।

एक सीलबंद आवास के अंदर दो प्लेटों को थोड़ी दूरी पर रखा जाता है। सिरेमिक, पॉलीप्रोपाइलीन, इलेक्ट्रोलाइटिक, टैंटलम, आदि। - कैपेसिटर प्लेटों के बीच ढांकता हुआ के प्रकार में भिन्न होते हैं।

ढांकता हुआ ताकत के आधार पर कैपेसिटर उच्च वोल्टेज और कम वोल्टेज होते हैं।

प्लेटों के क्षेत्र और उपयोग किए गए ढांकता हुआ के ढांकता हुआ स्थिरांक के आधार पर, बड़ी क्षमता वाले कैपेसिटर होते हैं, जो सैकड़ों फैराड (सुपरकैपेसिटर) तक पहुंचते हैं, और छोटी क्षमता - पिकोफैरड्स की इकाइयां।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में विद्युत क्षमता का उपयोग

कैपेसिटिव सिस्टम की संपत्ति का व्यापक रूप से वर्तमान प्रौद्योगिकियों को बदलने में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से उच्च और अति उच्च आवृत्तियों के क्षेत्र में।

डीसी तकनीक में, स्पंदित विद्युत वेल्डिंग, स्पंदित ढांकता हुआ ब्रेकडाउन परीक्षण, रेक्टीफायर में वर्तमान वक्र चौरसाई आदि के लिए स्थायी चुंबक चुंबकीयकरण उपकरणों में समाई का उपयोग किया जाता है।

पृथक प्रवाहकीय निकायों की किसी भी प्रणाली का समाई, जिसे पूरी तरह से शून्य तक कम नहीं किया जा सकता है, कुछ मामलों में विद्युत उपकरणों की विशेषताओं (हस्तक्षेप, कैपेसिटिव रिसाव, आदि के रूप में) पर अवांछनीय प्रभाव पड़ सकता है।

आप इस तरह के प्रभाव से छुटकारा पा सकते हैं या उचित रूप से इसके प्रभाव की भरपाई कर सकते हैं (आमतौर पर इंडक्शन का उपयोग करना), या ऐसी स्थितियाँ बनाकर जिनमें आस-पास की वस्तुओं के संबंध में सिस्टम के कुछ निकायों की क्षमता का न्यूनतम मूल्य होता है (उदाहरण के लिए, किसी एक निकाय का ग्राउंडिंग)।