घर · मापन · समानांतर-प्लेट संधारित्र की प्लेटों के बीच वोल्टेज मापा जाता है। चुंबकीय रूप से ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉनों के साथ एक संधारित्र को चार्ज करना

समानांतर-प्लेट संधारित्र की प्लेटों के बीच वोल्टेज मापा जाता है। चुंबकीय रूप से ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉनों के साथ एक संधारित्र को चार्ज करना

आइए विचार करें कि संधारित्र की विद्युत क्षमता किस पर निर्भर करती है।

आइए कैपेसिटर प्लेटों को इलेक्ट्रोमीटर से कनेक्ट करें और प्लेट ए को चार्ज करें (चित्र 69, ए)। इलेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके संधारित्र की प्लेटों के बीच संभावित अंतर को ध्यान में रखते हुए, हम उनके बीच एक ढांकता हुआ - एबोनाइट शीट डी डालते हैं। हम देखते हैं कि प्लेटों के बीच संभावित अंतर कम हो गया है, जिसका अर्थ है कि संधारित्र की विद्युत क्षमता बढ़ गई है। प्लेटों के बीच अलग-अलग ढांकता हुआ स्थिरांक ई (ग्लास, अभ्रक) के साथ ढांकता हुआ रखकर, हम पाते हैं कि ढांकता हुआ का ढांकता हुआ स्थिरांक जितना अधिक होगा, संधारित्र की विद्युत क्षमता उतनी ही अधिक होगी।

संधारित्र की विद्युत क्षमता पर ढांकता हुआ का प्रभाव निम्नलिखित कारणों से होता है। एक बार क्षेत्र में, ढांकता हुआ ध्रुवीकृत होता है (चित्र 69, बी), जबकि इसका सकारात्मक ध्रुवीकरण चार्ज प्लेट ए के नकारात्मक चार्ज के पास स्थित होता है, जो बाद में कमी के बराबर है। इससे इस प्लेट की क्षमता में कमी आती है, और इसलिए इसकी विद्युत क्षमता में वृद्धि होती है। यही बात प्लेट बी के साथ भी होती है।

आइए प्लेट बी को प्लेट ए के करीब लाना शुरू करें, जिससे उनके बीच ढांकता हुआ (वायु) की मोटाई एल कम हो जाए (चित्र 67 देखें)। हम देखते हैं कि इलेक्ट्रोमीटर प्लेट ए की क्षमता में कमी दिखाता है। इसलिए, संधारित्र की विद्युत क्षमता उसकी प्लेटों के बीच ढांकता हुआ की मोटाई कम होने के साथ बढ़ती है।

आइए प्लेट बी को प्लेट ए के सापेक्ष स्थानांतरित करना शुरू करें ताकि उनके बीच की दूरी न बदले (चित्र 69, सी), लेकिन उनका कार्य क्षेत्र एस बढ़ जाए, यानी एक प्लेट के क्षेत्र का वह हिस्सा जिसके विपरीत अन्य स्थित है (चित्र 69, डी) . इस मामले में, इलेक्ट्रोमीटर प्लेटों के बीच संभावित अंतर में कमी दिखाता है, जिसका अर्थ है प्लेटों के कार्य क्षेत्र में वृद्धि के साथ, संधारित्र की विद्युत क्षमता बढ़ जाती है।ऐसा इसलिए होता है क्योंकि प्लेटों के बड़े सतह क्षेत्र के साथ, किसी दिए गए संभावित अंतर के लिए उन पर एक बड़ा विद्युत आवेश रखा जाता है।

आइए विद्युत क्षमता की गणितीय निर्भरता ज्ञात करें फ्लैट संधारित्रइसे प्रभावित करने वाली मात्राओं से. ऐसा करने के लिए, सूत्र में q और को प्रतिस्थापित करें φ 2 - φ 1वे अभिव्यक्तियाँ जिनमें वे मात्राएँ शामिल हैं जो संधारित्र की विद्युत क्षमता को प्रभावित करती हैं। सतह आवेश घनत्व के सूत्र से, संधारित्र पर आवेश क्यू = σएस, और वोल्टेज (संभावित अंतर) और तनाव के बीच संबंध के सूत्र से φ 2 - φ 1 = एल.

फिर यहाँ


क्यू और की जगह φ 2 - φ 1विद्युत क्षमता सूत्र में


हम एक फ्लैट संधारित्र की विद्युत क्षमता के लिए सूत्र प्राप्त करते हैं


एक फ्लैट संधारित्र की विद्युत क्षमता उसकी प्लेटों के क्षेत्रफल के सीधे आनुपातिक होती है, पारद्युतिक स्थिरांकढांकता हुआ और प्लेटों के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है।एक समतल संधारित्र के सूत्र से हम विद्युत स्थिरांक का नाम व्यक्त करते हैं:


अधिक विद्युत क्षमता वाला संधारित्र बनाने के लिए दो बड़ी प्लेटों की आवश्यकता होती है, जो व्यावहारिक दृष्टि से असुविधाजनक है। इससे बचने के लिए, आवश्यक मात्रा में छोटी धातु की प्लेटें लें और उन्हें दो समूहों में जोड़ें, एक दूसरे में शामिल करें और ढांकता हुआ (अभ्रक) द्वारा अलग करें, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 68, ए. इस कनेक्शन के साथ, बाहरी प्लेटों की बाहरी सतहें "गैर-कार्यशील" होती हैं - उन पर विद्युत आवेश जमा नहीं होते हैं। वे मिलकर एक प्लेट की सतह बनाते हैं, इसलिए यदि n प्लेटें हैं, तभी एन-1प्लेटें ऐसे संधारित्र की विद्युत क्षमता का सूत्र

प्रत्येक संधारित्र एक विशिष्ट वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि प्लेटों के बीच यह सामान्य से अधिक है, तो तनाव विद्युत क्षेत्रसंधारित्र इतना बड़ा हो जाएगा कि यह ढांकता हुआ द्विध्रुवों के अलग-अलग आवेशित कणों को एक दूसरे से अलग करना शुरू कर देगा। पृथक आवेशित कण संधारित्र प्लेटों पर आवेश को निष्क्रिय कर देते हैं। इस घटना को कहा जाता है टूट - फूटसंधारित्र बाह्य रूप से, यह प्लेटों के बीच उछलती विद्युत चिंगारी के रूप में प्रकट होता है। टूटने के बाद, संधारित्र अनुपयोगी हो जाता है (वायु संधारित्र को छोड़कर)।

परिवर्तनीय विद्युत क्षमता के एक संधारित्र में अर्ध-डिस्क (छवि 70, ए) के रूप में एल्यूमीनियम प्लेटों की दो प्रणालियाँ होती हैं, जो हवा की एक परत द्वारा एक दूसरे से अलग होती हैं। एक प्लेट प्रणाली स्थिर है, दूसरी एक अक्ष पर घूम सकती है। जब हैंडल को घुमाया जाता है, तो स्थिर प्लेटों के बीच चल प्लेटें प्रवेश कर जाती हैं, जिससे उनकी कार्यशील सतह S बदल जाती है, और परिणामस्वरूप, संधारित्र की विद्युत क्षमता बदल जाती है। आइए इसे अनुभव से सत्यापित करें।

हम संधारित्र की चलती प्लेटों को इलेक्ट्रोमीटर के शरीर से जोड़ते हैं। स्थिर प्लेटों को विद्युतीकृत छड़ी से चार्ज करने के बाद, हम बदलना शुरू करते हैं कार्य स्थल की सतहसंधारित्र इलेक्ट्रोमीटर की रीडिंग से हम यह स्थापित करते हैं कि यदि प्लेटें चित्र में दिखाए अनुसार स्थित हैं। 70, बी, तो संधारित्र की विद्युत क्षमता सबसे बड़ी है; यदि हां, तो कैसे। चित्र में 70, सी, - मध्यवर्ती; और यदि जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 70, जी, - सबसे छोटा. परिवर्तनशील विद्युत क्षमता के कैपेसिटर 30 से विद्युत क्षमता के साथ निर्मित किये जाते हैं 650 पीएफ.

समस्या 21.एक फ्लैट प्लेट मल्टीप्लेट कैपेसिटर में 500 फ़ॉइल प्लेटें होती हैं। प्रत्येक आवरण का क्षेत्रफल 31.4 सेमी 2, उनके बीच की दूरी 0.05 मिमीऔर 5 के बराबर ढांकता हुआ स्थिरांक वाला एक ढांकता हुआ। संधारित्र की विद्युत क्षमता और चार्ज, साथ ही इसके विद्युत क्षेत्र की ताकत निर्धारित करें, यदि चार्ज करने के बाद प्लेटों के बीच वोल्टेज हो जाता है 250 वी.



संधारित्र की विद्युत क्षमता के सूत्र से


इसका चार्ज क्यू = सीयू; क्यू= 1.39*10 -6 एफ*250 वी ≈ 3.5*10 -4 के.

संधारित्र क्षेत्र की ताकत ई = यू/एल.


उत्तर: सी = 1.39 µF; क्यू ≈ 3.5*10 -4 के; ई = 5*10 6 वी/एम.

संधारित्र को चुंबकीय रूप से चार्ज करें- ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉन

हर कोई जानता है कि किसी संधारित्र को चार्ज करने के लिए उसकी प्लेटों में निरंतर संभावित अंतर पैदा करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, + और - बैटरियों को कैपेसिटर प्लेटों से कनेक्ट करें। इस स्थिति में, संधारित्र की एक प्लेट से इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होते हैं, जिससे उस पर धनात्मक आवेश की अधिकता पैदा होती है, और संधारित्र की दूसरी प्लेट में प्रवाहित होते हैं, जिससे उस पर ऋणात्मक इलेक्ट्रॉन की अधिकता उत्पन्न होती है। इस प्रकार हमारा कैपेसिटर चार्ज हो जाता है। प्लेटों के बीच की दूरी, उनके आकार और कौन सी द्वंद्वात्मकता उन्हें अलग करती है, इसके आधार पर, प्रत्येक संधारित्र को कैपेसिटेंस और अधिकतम वोल्टेज की विशेषता होती है। उत्तरार्द्ध से अधिक होने पर संधारित्र का टूटना होता है।

लेकिन यह पता चला है कि कुछ शर्तों के तहत एक फ्लैट कैपेसिटर को न केवल निरंतर बल्कि वैकल्पिक वोल्टेज के साथ भी चार्ज किया जा सकता है। इसके अलावा, हम इसे आगमनात्मक रूप से चार्ज कर सकते हैं। निःशुल्क ऊर्जा जनरेटर के रचनाकारों ने इसे व्यवहार में दिखाया है।कोलर, पॉल बॉमन, डी. स्मिथऔर दूसरे . समानांतर-प्लेट संधारित्र को चार्ज करने की ये सभी विधियाँ इस साधारण तथ्य पर आधारित हैं कि इलेक्ट्रॉन, कुछ शर्तों के तहत, अपने चुंबकीय अभिविन्यास को बनाए रखते हैं, अर्थात। वे चुंबकीय रूप से ध्रुवीकृत हो जाते हैं। जर्मन सैन्य इंजीनियरकोलरइलेक्ट्रॉनों की इस संपत्ति को नोटिस करने वाले और अपने मुक्त ऊर्जा जनरेटर के निर्माण के लिए इसका उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे। इस खोज को बाद में उठाया गयापॉल बॉमनऔर इसे अपने निःशुल्क ऊर्जा जनरेटर टेस्टैटिका के आधार के रूप में उपयोग किया। बाद में, इस विचार को अमेरिकी आविष्कारक ने अपने जनरेटर में शामिल कियाडॉन स्मिथ.

अब तक, यदि मैं गलत नहीं हूं, तो किसी ने भी इस बात का तार्किक स्पष्टीकरण नहीं दिया है कि एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में रखे गए एक फ्लैट संधारित्र को क्यों चार्ज किया जाता है। इस समस्या को हल करने से सभी मुक्त ऊर्जा जनरेटर के संचालन के सार को समझने में मदद मिलती है जो मुक्त ऊर्जा को हटाने के लिए समानांतर-प्लेट कैपेसिटर का उपयोग करते हैं।

चुंबकीय रूप से ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉन

भौतिकी से यह ज्ञात है कि सभी इलेक्ट्रॉनों में एक चुंबकीय क्षण होता है, इसलिए यदि आप किसी कंडक्टर से गुजरते हैं डी.सी., तो इसमें अराजक गति से मुक्त इलेक्ट्रॉन, संभावित अंतर के प्रभाव में, निर्देशित गति प्राप्त करते हैं। इस गति के साथ, इलेक्ट्रॉनों की स्थिति स्थिर हो जाती है, करंट बनाने वाले सभी इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षण सिंक्रनाइज़ हो जाते हैं, अर्थात। एक ही दिशा प्राप्त करें. इस कारण से, इस चालक के लंबवत चालक के चारों ओर एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र बनता है। यदि धारा रुक जाती है, तो इलेक्ट्रॉन अपनी मूल अराजक गति में लौट आते हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षण अपनी एक समान दिशा खो देते हैं, अर्थात। इलेक्ट्रॉन अपना चुंबकीय ध्रुवीकरण खो देते हैं, जिससे कंडक्टर के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र गायब हो जाता है।

इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनों का चुंबकीय ध्रुवीकरण केवल तब होता है जब इलेक्ट्रॉन एक धारा बनाते हैं और बाद में गायब होने पर इसे खो देते हैं।

आइए हम काल्पनिक रूप से मान लें कि किसी तरह, जब करंट गायब हो जाता है, तो इसे बनाने वाले इलेक्ट्रॉन चुंबकीय ध्रुवीकरण बनाए रखते हैं। इस मामले में, अपने चुंबकीय क्षणों के साथ वे तार की पूरी लंबाई के साथ एक-दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं और एक ध्रुवीकृत नकारात्मक चार्ज बनाते हैं।

ऊपर वर्णित प्रयोगकर्ताओं ने ऐसी स्थितियाँ पाईं जिनके तहत एक फ्लैट संधारित्र में इलेक्ट्रॉनों का चुंबकीय ध्रुवीकरण बनाए रखा जाता है प्रत्यावर्ती धाराया एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में।

डोनाल्ड स्मिथ का समानांतर प्लेट संधारित्र

हम नीचे प्रस्तुत करते हैं सामान्य विवरणएक उपकरण जिसे डोनाल्ड स्मिथ ने ऐसे संधारित्र के संचालन को प्रदर्शित करने के लिए बनाया था जिससे उन्होंने ऊर्जा निकाली थी। (आकृति 1)

आइए एक सपाट वर्गाकार संधारित्र लें, जिसकी एक प्लेट तांबे की और दूसरी एल्यूमीनियम की बनी हो। इनके बीच एक इंसुलेटर प्लेट लगाई जाती है. प्लेटों के केंद्र में एक छेद होता है जिसके माध्यम से एक फेराइट रॉड, मान लीजिए 15 सेमी लंबा, गुजरता है। इस रॉड चुंबक के एक ध्रुव पर एक प्रेरण कुंडल लगाया जाता है, जिससे एक उच्च आवृत्ति एसी वोल्टेज. हम अपने कैपेसिटर को इस कॉइल से 1 सेमी की दूरी पर रखते हैं। प्लेटों से ऊर्जा निकालने के लिए दो तार जुड़े होते हैं। स्मिथ के अनुसार, यह आउटपुट ऊर्जा इंडक्शन कॉइल को आपूर्ति की गई ऊर्जा से अधिक थी। ( विस्तृत विवरणपाठक को यह उपकरण इंटरनेट पर मिल जाएगा)।

इस स्तर पर, हमें समानांतर-प्लेट संधारित्र से निकाली गई ऊर्जा की मात्रा में कोई दिलचस्पी नहीं है। यह महत्वपूर्ण है कि वह वहां हो; लेकिन इस उपकरण में हमारी रुचि यह है कि यह संधारित्र एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में विद्युत आवेश कैसे प्राप्त करता है, जो एक प्रेरण कुंडल द्वारा बनता है, और उपरोक्त सभी आविष्कारकों के लिए एक फ्लैट-प्लेट संधारित्र की प्लेटें अलग-अलग क्यों होती हैं धातु.

हर कोई फूका धाराओं को जानता है या "एड़ी प्रेरण धाराएँ उत्पन्न होती हैंकंडक्टर जब उनमें जो व्याप्त है उसमें परिवर्तन होता हैचुंबकीय क्षेत्र . .. फौकॉल्ट धाराएँ प्रत्यावर्तन के प्रभाव में उत्पन्न होती हैंविद्युत चुम्बकीय और उनकी भौतिक प्रकृति से वे रैखिक तारों में उत्पन्न होने वाली प्रेरण धाराओं से भिन्न नहीं हैं। ये भंवर हैं अर्थात एक वलय में बंद हैं।" (इंटरनेट)

तो ये धाराएं इस संधारित्र की प्लेटों में बनती हैं। दूसरे शब्दों में, यदि आप तांबे की प्लेट लेते हैं, तो इसके विभिन्न हिस्सों में मुक्त इलेक्ट्रॉनों से रिंग धाराएं बनती हैं, जो चुंबकीय रूप से ध्रुवीकृत होती हैं। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के उच्च-आवृत्ति दोलनों के साथ, ये एड़ी धाराएं तांबे की प्लेट (त्वचा प्रभाव) की सतहों पर विस्थापित हो जाती हैं। इस प्रकार, तांबे की प्लेट के बाहरी तल पर हमारे पास नकारात्मक इलेक्ट्रॉन आवेशों की सांद्रता होती है। इसलिए हमें ध्रुवीकरण मिला विद्युत शुल्कतांबे की प्लेट पर भंवर धाराओं के कारण। लेकिन अगर तांबे की प्लेट पर नेगेटिव चार्ज है तो हम उसे हटा सकते हैं. सवाल उठता है: यह कैसे करें?

इस उद्देश्य के लिए हम एक फ्लैट प्लेट कैपेसिटर का उपयोग करते हैं।

यदि हमारे फ्लैट कैपेसिटर में किसी प्रकार के इन्सुलेटर द्वारा अलग की गई दो तांबे की प्लेटें होती हैं, तो दूसरी प्लेट पर हमारे पास लगभग समान नकारात्मक चार्ज होगा। इसलिए, जब हम अपने संधारित्र की दो तांबे की प्लेटों के बीच वोल्टेज मापते हैं, तो यह व्यावहारिक रूप से शून्य होगा। लेकिन अगर हम अपने फ्लैट कैपेसिटर में एक तांबे की प्लेट को एल्यूमीनियम से बदल दें, तो हमें तांबे और एल्यूमीनियम प्लेटों के बीच वोल्टेज या संभावित अंतर मिलेगा। इसका कारण यह है कि एल्यूमीनियम में उच्च प्रतिरोध होता है और इसलिए इसकी सतह पर उत्पन्न होने वाली भंवर धाराएं तांबे की प्लेट की सतह पर उत्पन्न होने वाली भंवर धाराओं की तुलना में कमजोर होंगी। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि एल्यूमीनियम प्लेट पर ध्रुवीकृत चार्ज तांबे की प्लेट की तुलना में बहुत कम होगा। दूसरे शब्दों में, आवेशित प्लेटों के बीच काफी बड़ा वोल्टेज पाया जाता है। यह वोल्टेज है वही स्थितियाँयदि संधारित्र में चांदी और एल्यूमीनियम प्लेटों का उपयोग किया जाता है तो यह और भी अधिक होगा।

पॉल बाउमन डिवाइस (पॉल बॉमन)

इस उपकरण (चित्रा 2) के अपने प्रदर्शन में, पॉल बाउमन ने कहा कि यदि आप समझते हैं कि तांबे और एल्यूमीनियम प्लेट से बने एक समतल संधारित्र में, और एक चुंबकीय क्षेत्र में क्यों रखा जाता है स्थायी चुंबकजैसा कि चित्र 2 में दर्शाया गया है - उच्च वोल्टेज होता है, तो आप समझ जाएंगे कि इसका मुक्त ऊर्जा जनरेटर कैसे काम करता है टेस्टैटिक्स।

एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में एक फ्लैट संधारित्र को चार्ज करने के सिद्धांत के बारे में ऊपर मेरी व्याख्या के बाद, इस संधारित्र की चार्जिंग को समझना मुश्किल नहीं होगा, क्योंकि यह एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में है, जो एक बंद सोलनॉइड घाव के कारण बनता है एक घोड़े की नाल का चुंबक जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, और जिसमें निरंतर उच्च-आवृत्ति दोलन होते हैं। इन चुंबकीय दोलनों की खोज सबसे पहले जर्मन सैन्य इंजीनियर कोहलर ने की थी, जिन्होंने कहा था कि चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र 180 kHz की आवृत्ति पर दोलन करता है।

इसके अलावा, इन दोलनों का चुंबकीय क्षेत्र एक स्थायी चुंबक के निरंतर चुंबकीय क्षेत्र को एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तित करता है, जो एक फ्लैट संधारित्र की प्लेटों पर एड़ी धाराओं के गठन को और बढ़ाता है। (इसके बारे में अधिक जानकारी के लिए इंटरनेट पर "गतिहीन जनरेटर मुक्त ऊर्जा जनरेटर" देखें)।

प्रत्येक क्षेत्र दोलन के साथ, संधारित्र प्लेटों पर एड़ी धाराएं दिखाई देंगी, जो निम्नलिखित कारणों से तेज हो जाएंगी।

1. एक भंवर धारा में इलेक्ट्रॉन, एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के दोलनों के चरणों को बदलते समय, अपने चुंबकीय ध्रुवीकरण को बनाए रखते हैं। लेकिन इसे बनाने में प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की ऊर्जा का कुछ हिस्सा बर्बाद हो जाता है।

2. एक बार जब किसी इलेक्ट्रॉन का चुंबकीय ध्रुवीकरण पहली बार बनाया जाता है, तो इसे ईएमएफ से ऊर्जा की खपत के बिना बाद के दोलनों के दौरान बरकरार रखा जाता है, इसलिए बाद वाला इस बरकरार ऊर्जा को एक फ्लैट कैपेसिटर की प्लेटों पर अतिरिक्त भंवर प्रवाह के गठन पर खर्च करता है। .

3. इस कैपेसिटर चार्जिंग प्रक्रिया की एक सीमा है, इस मामले में 700 वोल्ट

टेस्टैटिका फ्री एनर्जी जेनरेटर का संचालन सिद्धांत

एक निःशुल्क ऊर्जा जनरेटर बनाने के लिए आपको दो बुनियादी सिद्धांतों को जानना होगा।

1. मुक्त ऊर्जा का मुख्य स्रोत उच्च-आवृत्ति वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईथर) है, जो परमाणु स्तर पर घूमने वाले आवेशित कणों (इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, आदि) से बनता है।

2. इन कंपनों की ऊर्जा को पकड़ने के लिए, आपको एक जनरेटर बनाने की आवश्यकता है जिसमें विद्युत चुम्बकीय दोलन एक ऐसी आवृत्ति पर होते हैं जो उच्च-आवृत्ति वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईथर) की दोलन आवृत्ति का एक गुणक है।

इस प्रकार, टेस्टैटिका को उच्च-आवृत्ति दोलनों का एक जनरेटर होना चाहिए, जो तब बनता है जब इसके दो पहिये विपरीत दिशाओं में घूमते हैं, जिस पर तांबे और एल्यूमीनियम क्षेत्र एक दूसरे से अलग-थलग स्थित होते हैं। जनरेटर का कोई यांत्रिक संपर्क नहीं है। ऊर्जा को क्षेत्रों से आगमनात्मक रूप से हटा दिया जाता है। इस तरह के डिज़ाइन के साथ, स्वाभाविक रूप से सवाल उठता है: घर्षण और बैटरी की पूर्ण अनुपस्थिति में तांबे और एल्यूमीनियम क्षेत्रों पर चार्ज कैसे बनते हैं? क्योंकि केवल आवेशों की उपस्थिति में ही यह जनरेटर उच्च-आवृत्ति दोलन उत्पन्न करेगा। उदाहरण के लिए, यदि एक पहिये पर 60 चार्ज किए गए तांबे के सेक्टर हैं और दूसरे पर 60 चार्ज किए गए एल्यूमीनियम सेक्टर हैं, तो पहिये की एक क्रांति के साथ दोलन आवृत्ति 3600 हर्ट्ज होगी और दो के साथ 7200 हर्ट्ज, आदि।

लेकिन यदि सेक्टरों में आयताकार छेद बनाए जाएं तो विद्युत चुम्बकीय दोलनों की इस आवृत्ति को काफी बढ़ाया जा सकता है। इस मामले में, हम सेक्टर को उप-सेक्टरों में विभाजित करते हैं जिसमें एड़ी धारा प्रवाहित होती है और एक अलग चार्ज का प्रतिनिधित्व करती है। उदाहरण के लिए, प्रत्येक सेक्टर में क्षैतिज रूप से 4 छेद होते हैं, जो एक ही स्थान पर स्थित होते हैं, तो प्रत्येक पहिया में 240 उप-क्षेत्र होंगे, जो प्रति सेकंड पहिया के एक पूर्ण घूर्णन के साथ, 240 x 240 = 57600 हर्ट्ज की दोलन आवृत्ति पैदा करेगा। इस तकनीक का उपयोग बॉमन द्वारा परीक्षण में उच्च-आवृत्ति दोलन बनाने के लिए किया जाता है।

जो लोग रुचि रखते हैं मुक्त ऊर्जायह मान लिया गया था कि बाउमन क्षेत्रों में मतदाता या रेडियोधर्मी तत्व का उपयोग करता है।

वास्तव में, स्थिति बहुत सरल है. जैसा कि मैंने पहले ही कहा, एक टेस्टेटिका पहिया तांबे की प्लेटों के सेक्टरों से ढका हुआ है, और दूसरा पहिया, जो विपरीत दिशा में घूमता है, एल्यूमीनियम प्लेटों के सेक्टरों से ढका हुआ है। और ये दोनों सेक्टर एक साथ एक सोलनॉइड वाले चुंबक के नीचे से गुजरते हैं, जिसे चित्र 2 में दिखाया गया है। दूसरे शब्दों में, विपरीत पहियों पर ये सेक्टर एक परिवर्तनीय फ्लैट कैपेसिटर बनाते हैं, जिसके संचालन सिद्धांत पर मैंने इस लेख में चर्चा की है।

इन आवेशों की उच्च आवृत्ति ऊर्जा को सोलनॉइड और एक स्टील प्लग का उपयोग करके प्रेरक रूप से हटा दिया जाता है और स्थानांतरित कर दिया जाता है उच्च वोल्टेज कैपेसिटर(जैसा कि एक स्थैतिक जनरेटर में होता हैविम्सहर्स्ट) .

किसी चालक की विद्युत धारिता कहलाती है भौतिक मात्रा, संख्यात्मक रूप से कंडक्टर को दिए गए चार्ज और उसकी क्षमता के अनुपात के बराबर: ,

जहां C कंडक्टर की विद्युत क्षमता है, q बिजली की मात्रा (आवेश) है, j क्षमता है। विद्युत क्षमता स्वयं चालक की एक विशेषता है और यह उसके आकार और आकार पर निर्भर करती है। ज्यामितीय रूप से समान कंडक्टरों की धारिता उनके रैखिक आयामों के सीधे आनुपातिक होती है। धारिता चालक के आसपास के माध्यम के ढांकता हुआ स्थिरांक के सीधे आनुपातिक है। धारिता न तो चालक की सामग्री पर निर्भर करती है और न ही चालक के अंदर गुहाओं की उपस्थिति पर। यह इस तथ्य के कारण है कि शुल्क केवल वितरित किए जाते हैं बाहरी सतहकंडक्टर.

विद्युत धारिता की SI इकाई फैराड है - I वोल्ट की क्षमता वाले किसी चालक की धारिता, जब उस पर I कूलम्ब का आवेश लगाया जाता है, अर्थात

यदि कंडक्टर के पास अन्य निकाय हैं, तो इसकी विद्युत क्षमता उसी, लेकिन एकान्त कंडक्टर की तुलना में अधिक होगी।

दो कंडक्टरों की एक प्रणाली जिसमें एक दूसरे के सापेक्ष ऐसी आकृति और ऐसी व्यवस्था होती है कि जब उन पर समान परिमाण के विपरीत चार्ज लगाए जाते हैं तो वे जो विद्युत क्षेत्र बनाते हैं वह लगभग पूरी तरह से उनके बीच केंद्रित होता है, संधारित्र कहलाता है। संधारित्र की धारिता अनुपात द्वारा निर्धारित की जाती है:

जहां q संधारित्र प्लेटों में से एक का चार्ज है, संधारित्र प्लेटों के बीच संभावित अंतर या वोल्टेज है।

क) एक फ्लैट संधारित्र पर विचार करें:

आइए संधारित्र की प्लेटों के बीच संभावित अंतर को निरूपित करें

फिर विद्युत क्षमता की परिभाषा से यह इस प्रकार है: .

एक फ्लैट संधारित्र की प्लेटों के बीच क्षेत्र की ताकत दो प्लेटों द्वारा बनाई जाती है और इसके बराबर होती है:

आइए एक फ्लैट संधारित्र की प्लेटों के बीच संभावित अंतर की गणना करें:

हम अंततः एक फ्लैट संधारित्र की विद्युत क्षमता के लिए सूत्र प्राप्त करते हैं: .

बी) एक बेलनाकार संधारित्र पर विचार करें (ऐसे संधारित्र की प्लेटों के बीच के क्षेत्र में बेलनाकार समरूपता होती है)

संधारित्र के अंदर की बाहरी प्लेट कोई क्षेत्र नहीं बनाती है।


संधारित्र के अंदर क्षेत्र की ताकत आंतरिक प्लेट पर चार्ज द्वारा बनाई गई है और इसके बराबर है:

; ;

फिर एक बेलनाकार संधारित्र की प्लेटों पर संभावित अंतर बराबर होता है:

इसलिए, एक बेलनाकार संधारित्र की विद्युत क्षमता है: .

ग) एक गोलाकार संधारित्र पर विचार करें (ऐसे संधारित्र की प्लेटों के बीच के क्षेत्र में गोलाकार समरूपता होती है)।

संधारित्र के अंदर क्षेत्र की ताकत आंतरिक गोलाकार प्लेट पर चार्ज द्वारा बनाई गई है और इसके बराबर है:

फिर गोलाकार संधारित्र की प्लेटों पर संभावित अंतर है:

इसलिए, गोलाकार संधारित्र की विद्युत क्षमता बराबर होती है: .

बैलिस्टिक गैल्वेनोमीटर बिजली (चार्ज) की छोटी, तेज़-प्रवाह वाली मात्रा को मापने के लिए एक उपकरण है। इसका डिज़ाइन पारंपरिक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सिस्टम डिवाइस के डिज़ाइन से मेल खाता है, हालांकि, चल फ्रेम में जड़ता का एक बड़ा क्षण होता है, और जब फ्रेम के माध्यम से एक छोटी वर्तमान नाड़ी बहती है, तो यह फ्रेम के माध्यम से वर्तमान ताकत के आनुपातिक टोक़ से प्रभावित होती है : एम~आई (इस मामले में, धारा प्रवाह का समय फ्रेम के प्राकृतिक दोलन की अवधि से बहुत कम होना चाहिए)। घूर्णी गति की गतिशीलता के मूल समीकरण के अनुसार:, लेकिन चूंकि, फ्रेम का कोणीय संवेग समय के साथ वर्तमान के अभिन्न अंग के समानुपाती होगा, अर्थात, फ्रेम के माध्यम से बहने वाले चार्ज की मात्रा: ~q, जहां : I फ्रेम का जड़त्व आघूर्ण है, w इसका कोणीय वेग है।

गैल्वेनोमीटर सुई का पहला सबसे बड़ा विक्षेपण गति की शुरुआत में फ्रेम के अधिकतम कोणीय वेग के समानुपाती होता है, यह यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण के नियम का पालन करता है: , जहां: k - स्थिर गुणांक, j अधिकतम - अधिकतम फ्रेम विचलन का कोण।

नतीजतन, गैल्वेनोमीटर सुई का सबसे बड़ा विचलन n~j अधिकतम ~w अधिकतम ~q या है, जहां: ए गैल्वेनोमीटर का बैलिस्टिक स्थिरांक है।

बैलिस्टिक स्थिरांक निर्धारित करने के लिए, एक ज्ञात चार्ज को गैल्वेनोमीटर के माध्यम से पारित किया जाता है, उदाहरण के लिए, संभावित अंतर यू के लिए चार्ज की गई ज्ञात क्षमता का एक संधारित्र गैल्वेनोमीटर के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाता है और गैल्वेनोमीटर सुई का विक्षेपण निर्धारित किया जाता है (डिवीजन की संख्या एन पर) पैमाना)। इस मामले में बैलिस्टिक स्थिरांक बराबर है: .

समायोजन


वोल्टमीटर वोल्टेज स्विच

सी इज़ सी 1 सी 2 3

चित्र .1 उपस्थितिप्रयोगशाला स्टैंड.

ध्यान! स्टैंड 12 वी डीसी वोल्टेज स्रोत से संचालित होता है। इकट्ठे सर्किट को एक शिक्षक या प्रयोगशाला सहायक द्वारा जांचा जाना चाहिए, जिसके बाद वोल्टेज स्रोत चालू किया जा सकता है। यदि काम में प्रकाश संकेत के साथ एक गैल्वेनोमीटर का उपयोग किया जाता है, तो यह 220 वी नेटवर्क से जुड़ा होगा, और इसका इनपुट स्टैंड पर टर्मिनल 2 से जुड़ा होगा (चित्र I देखें)।

माप परिणामों के कार्य और प्रसंस्करण का क्रम:

1. प्रयोगशाला बेंच से परिचित होने के बाद, ड्राइंग के अनुसार सर्किट को इकट्ठा करें, बेंच पर उपलब्ध ज्ञात क्षमता के एक संधारित्र को कनेक्टिंग तारों का उपयोग करके टर्मिनल 3 (टर्मिनल सी) से कनेक्ट करें।

2 . स्विच को बाईं स्थिति में सेट करके (कैपेसिटर चार्ज हो रहा है), एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके कैपेसिटर पर वोल्टेज लागू किया जाता है। वोल्टेज को वोल्टमीटर से मापा जाता है।

3 . स्विच को सही स्थिति में सेट करके (कैपेसिटर को गैल्वेनोमीटर में डिस्चार्ज किया जाता है), गैल्वेनोमीटर सुई के विक्षेपण का निरीक्षण करें और पहले सबसे बड़े विचलन को मापें। परिणाम तालिका 1 में दर्ज हैं।

4 . प्रयोग को 10 बार दोहराया जाता है, जिससे संधारित्र पर वोल्टेज 1-10 वोल्ट के भीतर बदल जाता है।

5 . लिए गए मापों के आधार पर, एक अंशांकन ग्राफ का निर्माण किया जाता है, जो एब्सिस्सा अक्ष पर गैल्वेनोमीटर सुई n के विचलन और ऑर्डिनेट अक्ष पर चार्ज मान q को प्लॉट करता है।

6 . अज्ञात कैपेसिटेंस सी 1 के कैपेसिटर को टर्मिनल 3 से कनेक्ट करें और तीन अलग-अलग वोल्टेज के लिए पैराग्राफ 1-3 में बताई गई क्रियाएं करें। परिणाम तालिका 2 में दर्ज हैं।

7 . अज्ञात क्षमता C2 के दूसरे संधारित्र के साथ भी यही चरण दोहराए जाते हैं।

8 . अनुक्रमिक और फिर के लिए माप लें समानांतर कनेक्शनकैपेसिटर सी 1 और सी 2। अंक 6, 7, 8 के अनुसार सभी माप तीन बार दोहराए जाते हैं (तीन के लिए)। विभिन्न अर्थवोल्टेज यू, जो गैल्वेनोमीटर सुई के पर्याप्त बड़े विचलन देते हैं, लेकिन अंशांकन वक्र की सीमा के भीतर)।

9 . अज्ञात क्षमताओं के कैपेसिटर के साथ प्रयोगों में प्राप्त गैल्वेनोमीटर रीडिंग के आधार पर, उनका चार्ज क्यूई एक अंशांकन ग्राफ का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। अज्ञात क्षमता का मान सूत्र का उपयोग करके पाया जाता है और तालिका 2 में दर्ज किया जाता है।

10 . प्रत्येक मामले के लिए, औसत क्षमता मान ज्ञात करें: और इसके माप की मूल-माध्य-वर्ग त्रुटि:

नियंत्रण प्रश्न:

1. समानान्तर तथा की क्षमता का सूत्र व्युत्पन्न करें सीरियल कनेक्शनकैपेसिटर.

2. गैल्वेनोमीटर फ्रेम के प्राकृतिक दोलनों की अवधि और चार्ज प्रवाह का समय कैसे संबंधित होना चाहिए ताकि गैल्वेनोमीटर रीडिंग प्रवाहित चार्ज की मात्रा के समानुपाती हो?

3. एयर कंडेनसरचार्ज किया गया और स्रोत से अलग कर दिया गया। जब प्लेटों के बीच एक ढांकता हुआ डाला जाता है तो इसके पार संभावित अंतर कैसे और क्यों बदल जाता है?

4. वायु संधारित्र एक डीसी वोल्टेज स्रोत से जुड़ा है। क्या प्लेटों के बीच ढांकता हुआ डालने के बाद संधारित्र पर चार्ज बदल जाएगा? क्यों?

5. ढांकता हुआ संधारित्र को चार्ज किया जाता है और वोल्टेज स्रोत से अलग कर दिया जाता है। यदि ढांकता हुआ हटा दिया जाए तो क्या बाहरी बलों द्वारा कार्य किया जाएगा? क्यों?

साहित्य:

1.आई.वी.सेवलयेव। भौतिकी पाठ्यक्रम, एम.: नौका., 1973-2006।

2. टी.आई. ट्रोफिमोवा। भौतिकी पाठ्यक्रम, एम.: हायर स्कूल., 1985-2006।

3. एन.ए.स्कोरोखवतोव। विद्युत चुंबकत्व पर व्याख्यान का पाठ्यक्रम, एम.: एमआईआईजीएआईके., 2006।

प्रयोगशाला कार्य № 204

किरचॉफ के नियमों की जाँच करना

उपकरण और सहायक उपकरण: एक इकट्ठे शाखित विद्युत सर्किट और दो के साथ एक स्टैंड के साथ प्रयोगशाला स्थापना मापन उपकरण(मिलियामीटर और वोल्टमीटर)।

कार्य का लक्ष्य: 1) शाखाओं में धारा और वोल्टेज की गणना के लिए मुख्य तरीकों में से एक का परिचय इलेक्ट्रिक सर्किट्स. 2) संस्थापन में धाराओं, ईएमएफ और वोल्टेज के प्रयोगात्मक निर्धारण द्वारा किरचॉफ के नियमों का सत्यापन, विद्युत नक़्शाजो चित्र 1ए में दिखाया गया है।