एक संधारित्र के चार्ज और डिस्चार्ज पर व्याख्यान। कंडेंसर डिस्चार्ज प्रोसेस स्टडी

कार्य का उद्देश्य एक संधारित्र को सक्रिय प्रतिरोध के निर्वहन की प्रक्रिया का अध्ययन करना है, विश्राम समय का निर्धारण करना, एक संधारित्र की समाई का आकलन करना।

उपकरण और सहायक उपकरण: प्रयोगशाला स्थापना, बिजली स्रोत, माइक्रोमीटर, अध्ययन के तहत संधारित्र, स्टॉपवॉच।

एक विद्युत संधारित्र या बस एक संधारित्र एक उपकरण है जो विद्युत आवेशों को जमा करने और छोड़ने (पुनर्वितरण) में सक्षम है। एक संधारित्र में ढांकता हुआ परत द्वारा अलग किए गए दो या अधिक कंडक्टर (प्लेटें) होते हैं। एक नियम के रूप में, प्लेटों के बीच की दूरी, ढांकता हुआ की मोटाई के बराबर होती है, प्लेटों के रैखिक आयामों की तुलना में छोटी होती है; इसलिए, विद्युत क्षेत्र जो प्लेटों के एक वोल्टेज स्रोत से जुड़े होने पर होता है। यू, लगभग पूरी तरह से प्लेटों के बीच केंद्रित है। प्लेटों के आकार के आधार पर कैपेसिटर फ्लैट, बेलनाकार, गोलाकार होते हैं।

संधारित्र की मुख्य विशेषता इसकी समाई है। सीजो संख्यात्मक रूप से चार्ज के बराबर है क्यूएक के बराबर वोल्टेज पर प्लेटों में से एक:

कैपेसिटर कैपेसिटेंस होने दें सीविद्युत सर्किट में शामिल (छवि 1)।

Fig.1

एक निरंतर वोल्टेज स्रोत युक्त यू ०, कुंजी कश्मीर  और रोकनेवाला (सक्रिय प्रतिरोध) आर। चाबी बंद करते समय कश्मीरकैपेसिटर वोल्टेज को चार्ज करेगा यू ०। अगर कुंजी है कश्मीर  खुला है, तो संधारित्र अवरोध के माध्यम से निर्वहन करना शुरू कर देगा आरऔर सर्किट में एक विद्युत प्रवाह होगा मैंयह वर्तमान समय के साथ बदलता है। एक सर्किट में होने वाली प्रक्रियाओं को क्वासिस्ट्रेशन के रूप में देखते हुए, इस सर्किट पर सीधे करंट के नियम लागू होते हैं।

निर्वहन वर्तमान की निर्भरता का पता लगाएं मैं  समय-समय पर टी। ऐसा करने के लिए, हम श्रृंखला के लिए दूसरे किरचॉफ नियम का उपयोग करते हैं आर -सी  (चित्रा 2)। फिर हमें मिलता है:

, (1)

जहाँ मैं- सर्किट में विद्युत प्रवाह, क्यू  - चार्ज संधारित्र सी। समीकरण में प्रतिस्थापन (1) निर्वहन वर्तमान ताकत का मूल्य I = - dQ / dt, हम अलग-अलग चर के साथ पहले क्रम का एक अंतर समीकरण प्राप्त करते हैं:

. (2)

समीकरण को एकीकृत करने के बाद (2) हम पाते हैं

  क्यू(टी) = क्यू 0 ई आयकर/τ , (3)

जहाँ प्रश्न ०  - संधारित्र के आवेश का प्रारंभिक मान, τ = आर सी  - स्थिर, समय का आयाम होना। इसे विश्राम का समय कहा जाता है। समय के माध्यम से τ ई के एक कारक द्वारा संधारित्र पर चार्ज घटता है।

विभेदक समीकरण (3), हम निर्वहन वर्तमान के परिवर्तन के कानून को पाते हैं मैं (टी):

  मैं (टी) = ई-टीटी / τ

  मैं (t) = मैं 0 ई-टीटी / τ, (4)

जहाँ मैं 0 = - वर्तमान का प्रारंभिक मूल्य, अर्थात् वर्तमान में टी = 0.

अंजीर में। 3 दो डिस्चार्ज वर्तमान निर्भरता का निर्माण किया जाता है। मैं  समय-समय पर टीदो अलग-अलग सक्रिय प्रतिरोध मूल्यों के अनुरूप आर  1 और आर 2 (τ 1 < τ 2).

प्रयोगशाला सेटअप का विवरण

इस प्रयोगशाला के काम में एक प्रायोगिक स्थापना में एक संधारित्र के निर्वहन की प्रक्रिया की जांच करना प्रस्तावित है, जिसमें से सर्किट Fig.4 में दिखाया गया है।

इसमें एक निरंतर वोल्टेज स्रोत होता है। यू ०, क्षमता सीप्रतिरोधों आर 1 , आर 2 ,  आर  3 और माइक्रोमीटर। प्रतिरोधों के बाद से आर 1 , आर 2 ,  आर  3 श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, सर्किट के सक्रिय प्रतिरोध को जंपर्स पी का उपयोग करके बदला जा सकता है, वैकल्पिक रूप से शॉर्ट-सर्कुलेटिंग प्रतिरोधों को शॉर्ट-सर्किटिंग आर 1 , आर  2 या दोनों एक साथ।

माप का आदेश। माप परिणामों का प्रसंस्करण

    Fig.4 की योजना के अनुसार विद्युत सर्किट को इकट्ठा करें और सर्किट के प्रतिरोध के आवश्यक मूल्य का चयन करें आर.

    ताला कुंजी कश्मीर  और संधारित्र को चार्ज करें सीतनाव से पहले यू ०। जब संधारित्र को पूरी तरह से चार्ज किया जाता है, तो माइक्रोमीटर अधिकतम वर्तमान मूल्य दिखाएगा। मैं ०.

    कुंजी खोलें कश्मीरऔर साथ ही स्टॉपवॉच शुरू करें। समय को मापें t 0जिसके दौरान माइक्रोमीटर की रीडिंग 10 गुना कम हो जाएगी। समय अंतराल का निर्धारण करें Δ टी ≈ टी ० / 10.

    कुंजी फिर से बंद करें कश्मीर  और संधारित्र को चार्ज करें।

    कुंजी खोलें कश्मीरऔर अंतराल पर माइक्रोमीटर की रीडिंग रिकॉर्ड करें Δ टी, 2 टी, 3 टी, आदि। समय तक 10 Δ टी। इन मापों को तीन बार करें, और तालिका 1 में परिणाम रिकॉर्ड करें।

गणना   (औसत वर्तमान) और अनुपात.

तालिका 1

टी, एस0 Δt2Δt3Δt4Δt5Δt6Δt7Δt8Δt9Δt10Δt
मैं १










मैं २










मैं ३





















/मैं ०










विभिन्न मूल्यों के लिए प्रयोग तीन बार दोहराते हैं। आर.


परीक्षण प्रश्न:

    कैपेसिटर किसे कहते हैं? कैपेसिटर कैपेसिटेंस फॉर्मूले को डिलीवर करें।

    एक गोलाकार संधारित्र की क्षमता के लिए सूत्र को व्युत्पन्न करें।

कंडेनसर चार्ज और निर्वहन

1 ढांकता हुआ संधारित्र चार्ज करना

संधारित्र के संचालन की मौजूदा व्याख्या की गिरावट विशेष रूप से स्पष्ट है। यह एक विद्युत परिपथ में धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की उपस्थिति पर आधारित होता है। इन शुल्कों के वाहक ज्ञात हैं: प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन। हालांकि, यह भी ज्ञात है कि वे इलेक्ट्रॉन के आकार से हजार गुना और प्रोटॉन के आकार के एक लाख गुना की दूरी पर एक दूसरे की उपस्थिति का एहसास करते हैं। यहां तक ​​कि उनमें से एक दूर का पड़ोस हाइड्रोजन परमाणुओं के गठन के साथ समाप्त होता है, जो केवल 5000 सी तक के तापमान पर प्लाज्मा अवस्था में मौजूद होते हैं। ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, सूर्य से इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन को हटाने और फिर उन्हें हाइड्रोजन परमाणुओं में मिलाने की प्रक्रिया में। तो, कंडक्टरों में एक स्वतंत्र अवस्था में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संयुक्त उपस्थिति को पूरी तरह से बाहर रखा गया है, इसलिए, ढांकता हुआ संधारित्र की प्लेटों पर सकारात्मक और नकारात्मक क्षमता भौतिकविदों की गलती है। इसे ठीक करें।

अब हम देखेंगे कि ढांकता हुआ संधारित्र की प्लेटों को विपरीत विद्युत ध्रुवता से नहीं, बल्कि विपरीत चुंबकीय ध्रुवता द्वारा चार्ज किया जाता है। इसके अलावा, प्लस फ़ंक्शंस इलेक्ट्रॉन के दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव के हैं, और माइनस फ़ंक्शंस उत्तर के हैं। ये ध्रुव बिजली नहीं बल्कि चुंबकीय रूप से ध्रुवीयता बनाते हैं। हमें ढांकता हुआ संधारित्र चार्ज करने की प्रक्रिया का पालन करने के लिए देखें कि इलेक्ट्रॉन के चुंबकीय ध्रुव इसकी प्लेटों के चुंबकीय ध्रुवता को कैसे बनाते हैं। यह ज्ञात है कि ढांकता हुआ डी एक ढांकता हुआ संधारित्र (छवि 1, ए) के प्लैटिनम के बीच स्थित है।

एक ढांकता हुआ संधारित्र चार्ज करने पर प्रयोग की योजना अंजीर में दिखाई गई है। 1, ए। योजना के लिए सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकता दक्षिण (S) से उत्तर (N) की ओर उन्मुखीकरण है। चार्ज होने के बाद नेटवर्क से संधारित्र का पूर्ण अलगाव सुनिश्चित करने के लिए, एक विद्युत प्लग का उपयोग करना वांछनीय है जो 220 वी नेटवर्क आउटलेट में प्लग करता है।

डायोड के तुरंत बाद, एक कम्पास 1 (K) को दिखाया जाता है, जो संधारित्र C. की ओर जाने वाले तार पर रखा जाता है। इस कंपास का तीर, जिस समय प्लग चालू होता है, दाईं ओर झुककर, इलेक्ट्रॉनों की गति की दिशा दिखाता है। (छवि 1), बिंदु S से संधारित्र के निचले प्लेट तक। यहां अंजीर में प्रस्तुत तारों में इलेक्ट्रॉनों के व्यवहार के बारे में जानकारी की व्यापकता पर ध्यान देना उचित है। 1।

अंजीर। 1. हमारे प्रयोग चार्जिंग कैपेसिटर का आरेख

कम्पास 1 (छवि 1) के ऊपर, तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा का एक आरेख दिखाता है, जो इलेक्ट्रॉनों द्वारा चलती है।

इस प्रकार, डायोड के माध्यम से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉन संधारित्र की निचली प्लेट में आते हैं, उन्मुख स्पाइन्स वैक्टर

और इसकी आंतरिक सतह के लिए चुंबकीय क्षण (छवि 1)। परिणामस्वरूप, इस सतह पर एक उत्तरी चुंबकीय क्षमता (N) बनती है।

यह काफी स्वाभाविक है कि इलेक्ट्रॉन नेटवर्क से संधारित्र की ऊपरी प्लेट की आंतरिक सतह पर आ जाएंगे, जो दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों (S) द्वारा उन्मुख है। इसका प्रमाण प्रायोगिक तथ्य है कि ऊपरी कम्पास 2 (K) की सुई दाईं ओर झुकती है (चित्र 1)। इसका मतलब है कि संधारित्र की शीर्ष प्लेट में नेटवर्क से स्थानांतरित होने वाले इलेक्ट्रॉनों को गति की दिशा में दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों (एस) द्वारा उन्मुख किया जाता है (छवि 2)।

इस प्रकार, ढांकता हुआ संधारित्र की प्लेटों पर इलेक्ट्रॉनों का उन्मुखीकरण ढांकता हुआ के माध्यम से उनके चुंबकीय क्षेत्रों की पारगम्यता प्रदान करता है। संधारित्र की प्लेटों पर क्षमता एक है - नकारात्मक और दो चुंबकीय ध्रुवीयता: उत्तर और दक्षिण चुंबकीय ध्रुव।

अंजीर में। 2 एक आरेख है जो संधारित्र C. प्लेटों की ओर बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉनों के अभिविन्यास की व्याख्या करता है। संधारित्र की निचली प्लेट पर आते हैं, चुंबकीय उत्तरी ध्रुवों (N) द्वारा इसकी आंतरिक सतह (Fig। 2) के लिए उन्मुख। दक्षिणी चुंबकीय ध्रुवों (S) द्वारा उन्मुख इलेक्ट्रॉन संधारित्र की शीर्ष प्लेट की आंतरिक सतह पर आते हैं।

अंजीर। 2. ढांकता हुआ संधारित्र की प्लेटों में इलेक्ट्रॉनों की गति का आरेख

तो इलेक्ट्रॉनों - तारों में बिजली का एकमात्र वाहक एक संधारित्र की प्लेटों पर बनता है जो विपरीत विद्युत ध्रुवता नहीं है, लेकिन विपरीत चुंबकीय ध्रुवता है। प्रोटॉन के ढांकता हुआ संधारित्र की प्लेटों पर नहीं - सकारात्मक आरोपों के वाहक।

2 ढांकता हुआ संधारित्र का निर्वहन

प्रतिरोध के लिए एक ढांकता हुआ संधारित्र का निर्वहन करने की प्रक्रिया अगला प्रायोगिक प्रमाण है कि इलेक्ट्रॉन की पहचान की गई मॉडल वास्तविकता से मेल खाती है और प्रचलित धारणा की गिरावट है कि विद्युत आवेश के विपरीत ढांकता हुआ संधारित्र (छवि। 3) की प्लेटों पर बनता है।

जब संधारित्र को स्विच 5 को चालू किया जाता है, तब संधारित्र R को प्रतिरोध R (1), 2, 3 और 4 के तीर के विचलन का आरेख इस समय प्रतिरोध R से छुट्टी दे देता है। 3।

जैसा कि देखा जा सकता है (छवि 1 और 3), जिस समय संधारित्र निर्वहन प्रक्रिया शुरू होती है, संधारित्र प्लेटों पर चुंबकीय ध्रुवता विपरीत और इलेक्ट्रॉनों में बदल जाती है, मुड़ना, प्रतिरोध आर (अंजीर। 2, 3) की ओर बढ़ना शुरू करती है।

अंजीर। 3. संधारित्र के निर्वहन के समय कम्पास (के) के तीर के विचलन की योजना

अंजीर। 4. संधारित्र की प्लेटों से प्रतिरोध तक इलेक्ट्रॉनों की गति का आरेख आर ढांकता हुआ संधारित्र का निर्वहन करते समय

संधारित्र की ऊपरी प्लेट से आने वाले इलेक्ट्रॉनों को गति की दिशा में दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों द्वारा उन्मुख किया जाता है, और नीचे से उत्तर वाले (छवि 4) द्वारा। कम्पास 3 और 4, दक्षिण से उत्तर की ओर उन्मुख वीए तारों के एक सेट पर लगाए गए हैं, इस तथ्य को सही रूप से तीरों को ध्यान में रखते हुए ठीक करते हैं, जिससे साबित होता है कि इन तारों में सभी इलेक्ट्रॉनों के स्पिन और चुंबकीय क्षणों के वैक्टर दक्षिण से उत्तर की ओर निर्देशित हैं (चित्र 3, 4)। )।

3 इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र चार्ज

इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को चार्ज करने की प्रक्रिया का विश्लेषण करते समय, यह ध्यान रखना आवश्यक है कि इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के साथ आयन होते हैं जो इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की प्लेटों पर संभावित गठन की प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं। अब हम देखेंगे कि एक संधारित्र में इलेक्ट्रोलाइट की उपस्थिति तारों में सकारात्मक चार्ज वाहक की उपस्थिति के लिए नेतृत्व नहीं करती है, अर्थात प्रोटॉन।

एक इलेक्ट्रॉन एक खोखला टोरस है जिसमें दो घुमाव होते हैं: समरूपता के अक्ष के सापेक्ष और टोरस के कुंडलाकार अक्ष के सापेक्ष। टोरस के कुंडलाकार अक्ष के बारे में रोटेशन इलेक्ट्रॉन के चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, और इस क्षेत्र के चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं दो चुंबकीय ध्रुव बनाती हैं: उत्तर एन और दक्षिण एस।

केंद्रीय अक्ष के सापेक्ष इलेक्ट्रॉन का घूर्णन गतिज क्षण द्वारा नियंत्रित होता है।

  - वेक्टर मात्रा। इलेक्ट्रॉन का चुंबकीय क्षण भी एक वेक्टर मात्रा है, जो गतिज गति के वेक्टर की दिशा के साथ मेल खाता है। ये दोनों वैक्टर इलेक्ट्रान (N) के उत्तरी चुंबकीय ध्रुव का निर्माण करते हैं, और इसके घूर्णन के केंद्रीय अक्ष के दूसरे छोर पर, दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव (S) का निर्माण होता है। इस तरह की जटिल इलेक्ट्रॉन संरचना के गठन को 20 से अधिक स्थिरांक द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

अंजीर में। 5, और आयन अभिविन्यास एक उदाहरण के रूप में दिखाया गया है।

  बिजली के क्षेत्र में। इसके उत्तरी चुंबकीय ध्रुव के साथ धनात्मक आवेशित प्रोटॉन एक ऋणात्मक (-) आवेशित प्लेट की ओर निर्देशित होता है। चूँकि हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन के चुंबकीय क्षणों के वैक्टर विपरीत होते हैं, इसलिए ऑक्सीजन परमाणु के अक्षीय इलेक्ट्रॉनों 2 और 3, ऑक्सीजन परमाणु के नाभिक के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के साथ एक श्रृंखला में जुड़कर आयन अक्ष (अंजीर। 5, ए) के छोर पर एक ही चुंबकीय ध्रुवता बनाते हैं। चुंबकीय ध्रुवता के इस पैटर्न को इन आयनों (छवि 5, बी) से युक्त क्लस्टर की धुरी के साथ भी बनाए रखा जाता है। सभी प्रक्रियाओं के तर्क को केवल इस शर्त के तहत संरक्षित किया जाता है कि इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन के आवेश और चुंबकीय क्षेत्र की क्रियाएं समतुल्य हैं।

आइए हाइड्रोजन परमाणु की संरचना की मुख्य विशेषता पर ध्यान दें: इलेक्ट्रॉन के चुंबकीय क्षणों के वैक्टर

और प्रोटॉन विपरीत दिशाओं में परमाणु की धुरी के साथ निर्देशित होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन का अभिसरण एक ही नाम के उनके चुंबकीय ध्रुवों द्वारा सीमित है। आयन की संरचना में चुंबकीय क्षेत्र का वितरण अंजीर में दिखाया गया है। 5, ए। जैसा कि देखा जा सकता है, इस आयन के अक्ष के छोर पर इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन के उत्तरी चुंबकीय ध्रुव हैं। आयन समूहों में एक समान ध्रुवीयता होती है (चित्र 5, बी)। यह काफी स्वाभाविक है कि ढांकता हुआ संधारित्र में विद्युत सर्किट बनाने वाले आयनों के समूहों की संख्या बहुत बड़ी है।

यदि अंजीर में प्रस्तुत इलेक्ट्रोड की भूमिका। 5, ए, संधारित्र प्लेटों का प्रदर्शन किया जाता है, फिर जब इसे चार्ज किया जाता है, तो बाहरी नेटवर्क से आने वाले इलेक्ट्रॉनों को संधारित्र की बाईं प्लेट में दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों और दाएं प्लेट में उत्तरी चुंबकीय ध्रुवों द्वारा उन्मुख किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि इलेक्ट्रॉन अपने विपरीत चुंबकीय ध्रुवों को एक साथ लाते हैं, और एक प्रोटॉन के लिए इलेक्ट्रॉन का दृष्टिकोण समान चुंबकीय ध्रुवों द्वारा सीमित होता है।



अंजीर। 5. ए) - आयन योजना; दो-आयन क्लस्टर योजना

अंजीर में। 6, और आयन अभिविन्यास एक उदाहरण के रूप में दिखाया गया है।

  एक चार्ज संधारित्र में। इसके उत्तरी चुंबकीय ध्रुव के साथ एक सकारात्मक चार्ज प्रोटॉन नीचे नकारात्मक (-) चार्ज संधारित्र प्लेट की ओर निर्देशित है। चूँकि हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन चुंबकीय क्षणों के वैक्टर विपरीत रूप से निर्देशित होते हैं, ऑक्सीजन परमाणु के अक्षीय इलेक्ट्रॉनों 2 और 3, ऑक्सीजन परमाणु के नाभिक के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के साथ एक श्रृंखला में जुड़कर आयन अक्ष के सिरों पर समान चुंबकीय ध्रुवता बनाते हैं। चुंबकीय ध्रुवता का यह पैटर्न इन आयनों से मिलकर क्लस्टर की धुरी के साथ बना हुआ है। सभी प्रक्रियाओं के तर्क को केवल इस शर्त के तहत संरक्षित किया जाता है कि इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन के आवेश और चुंबकीय क्षेत्र की क्रियाएं समतुल्य हैं।

आइए हम इस तथ्य पर विशेष ध्यान दें कि कैपेसिटर (छवि 6, ए) की ऊपरी प्लेट के दोनों तरफ इलेक्ट्रॉन मौजूद हैं, और इसलिए ऐसा लगता है कि वे एक दूसरे को पीछे हटाते हैं। हालांकि, यह ध्यान में रखना चाहिए कि इलेक्ट्रॉनों के समूहों के निर्माण के दौरान वे विपरीत चुंबकीय ध्रुवों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं, और समान विद्युत आवेश उनके अभिसरण को सीमित करते हैं, इसलिए संधारित्र की ऊपरी प्लेट के साथ आयन का संपर्क इलेक्ट्रॉनों के विपरीत चुंबकीय ध्रुव प्रदान करता है। संधारित्र के निचले प्लेट में - विद्युत आवेशों के विपरीत, जो हाइड्रोजन परमाणु के प्रोटॉन और संधारित्र के इलेक्ट्रॉन प्लेट को एक साथ लाते हैं। लेकिन यह दृष्टिकोण उसी नाम के उनके चुंबकीय ध्रुवों द्वारा सीमित है। यह इन प्रतीत होने वाले विरोधाभासों की व्याख्या करता है।

अंजीर। 6. ए) इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में आयन अभिविन्यास योजना; a) कैपेसिटर चार्जिंग सर्किट


इस प्रकार, इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र प्लेटों को एक साथ विद्युत ध्रुवता और विपरीत चुंबकीय ध्रुवता के साथ चार्ज किया जाता है। इसके अलावा, प्लस फ़ंक्शंस इलेक्ट्रॉन के दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव के हैं, और माइनस फ़ंक्शंस उत्तर के हैं। ये ध्रुव संधारित्र प्लेटों पर विद्युत और चुंबकीय दोनों ध्रुवों का निर्माण करते हैं। आइए हम एक संधारित्र को चार्ज करने की प्रक्रिया का पालन करते हैं यह देखने के लिए कि कैसे एक इलेक्ट्रॉन के चुंबकीय ध्रुव और एक प्रोटॉन इसकी प्लेटों के चुंबकीय और विद्युत ध्रुवीयता का निर्माण करते हैं।

संधारित्र चार्ज करने पर प्रयोग की योजना अंजीर में दिखाई गई है। 5, बी। योजना के लिए सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकता दक्षिण (S) से उत्तर (N) की ओर उन्मुखीकरण है। डायोड के तुरंत बाद, एक कम्पास 1 (K) को दिखाया जाता है, जिसे संधारित्र C. पर जाने वाले तार पर रखा जाता है। इस कम्पास का तीर, वोल्टेज पर स्विच करने के क्षण में दाईं ओर भटकना, संधारित्र C की निचली प्लेट में बिंदु S से इलेक्ट्रॉनों की गति (Fig। 5, b) की दिशा को इंगित करता है। कम्पास, इलेक्ट्रॉनों द्वारा उसमें घूम रहे एक तार के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र की दिशा का आरेख दिखाता है।

इस प्रकार, डायोड से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉन संधारित्र के निचले प्लेट में उन्मुख स्पिन वैक्टर के साथ आते हैं

  और इसकी आंतरिक सतह पर चुंबकीय क्षण (चित्र 5, बी)। नतीजतन, इस सतह पर एक उत्तरी चुंबकीय क्षमता (एन) का निर्माण होता है, जो एक नकारात्मक क्षमता (-) के बराबर है।

यह काफी स्वाभाविक है कि इलेक्ट्रॉन उन्मुख दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों (S) के साथ नेटवर्क से संधारित्र की ऊपरी प्लेट में आएंगे। इसका प्रमाण प्रायोगिक तथ्य है कि ऊपरी कम्पास 2 (K) की सुई दाईं ओर झुक जाती है (चित्र 5, b)। इसका मतलब यह है कि संधारित्र की ऊपरी प्लेट में तार के साथ बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉनों को गति की दिशा में दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों (एस) द्वारा उन्मुख किया जाता है।

अंजीर में। 4 अपने आरेख के दौरान संधारित्र C की प्लेटों की ओर बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉनों के उन्मुखीकरण की व्याख्या करते हुए एक आरेख दिखाता है। इलेक्ट्रॉन संधारित्र के निचले प्लेट में उन्मुख चुंबकीय उत्तरी ध्रुवों (N) के साथ इसकी आंतरिक सतह पर आते हैं। इलेक्ट्रॉन संधारित्र की ऊपरी प्लेट की भीतरी सतह पर उन्मुख दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों (S) के साथ आते हैं।

ध्यान दें कि इलेक्ट्रॉनों के अभिविन्यास की दिशाएं, क्योंकि वे एक ढांकता हुआ संधारित्र (छवि 4) की प्लेटों की ओर बढ़ते हैं, इलेक्ट्रॉनों के झुकाव के समान हैं क्योंकि वे एक इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (छवि 6, बी) की प्लेटों की ओर बढ़ते हैं।

तो इलेक्ट्रॉनों - एक ही समय में इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर और विपरीत विद्युत ध्रुवीयता (+ और) के विपरीत तारों पर बिजली के एकमात्र वाहक बनते हैं और एक ही समय में विपरीत चुंबकीय ध्रुवता (एस और एन)।

4 इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का निर्वहन करें

एक संधारित्र को प्रतिरोध करने की प्रक्रिया तारों में इलेक्ट्रॉनों की गति (चित्र। 3) की दिशा की नई व्याख्या की शुद्धता का अगला प्रायोगिक प्रमाण है और प्रचलित विचारों की गिरावट है कि संधारित्र की प्लेटों पर केवल विपरीत रूप से चार्ज किए गए विद्युत आवेश बनते हैं।

जब संधारित्र को स्विच 5 पर स्विच करने के क्षण में प्रतिरोध R पर डिस्चार्ज किया जाता है, तो कंपास (K) 1, 2, 3 और 4 के तीर के विचलन के आरेख दिखाए जाते हैं। 3।

जैसा कि देखा जा सकता है (छवि 2), जिस समय कैपेसिटर डिस्चार्जिंग प्रक्रिया शुरू होती है, संधारित्र प्लेटों पर चुंबकीय और विद्युत ध्रुवीयता विपरीत में बदल जाती है और इलेक्ट्रॉनों, मोड़, प्रतिरोध आर (छवि 2) की ओर बढ़ना शुरू करते हैं।

संधारित्र की शीर्ष प्लेट से आने वाले इलेक्ट्रॉनों को गति की दिशा में दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों द्वारा उन्मुख किया जाता है, और नीचे से - उत्तर द्वारा। कम्पास 3 और 4, दक्षिण से उत्तर की ओर उन्मुख तारों वीए (छवि 3) के एक सेट पर लगाए गए हैं, स्पष्ट रूप से तीर को दाईं ओर झुकाकर इस तथ्य को ठीक करते हैं, यह साबित करता है कि इन तारों में सभी इलेक्ट्रॉनों के स्पिन और चुंबकीय क्षणों के वैक्टर दक्षिण से उत्तर की ओर निर्देशित हैं।

जैसा कि देखा जा सकता है, एक ढांकता हुआ संधारित्र के निर्वहन में इलेक्ट्रॉनों की गति का पैटर्न इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (छवि 3) के निर्वहन में इलेक्ट्रॉनों की गति के पैटर्न के समान है।

और अब चलो एक विद्युत सर्किट के उद्घाटन या समापन के क्षणों की कल्पना करते हैं, जिस पर, जैसा कि सर्वविदित है, वोल्टेज तेजी से बढ़ता है। इस घटना का कारण यह है कि विद्युत सर्किट को खोलने के क्षण में एक चरण होता है जब इस सर्किट का एक हिस्सा वायु आयनों द्वारा बनता है। इन आयनों की कुल इलेक्ट्रॉनों की संख्या तार में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या से काफी अधिक है। नतीजतन, वे उस समय के लिए विद्युत क्षमता बढ़ाते हैं जब वायु आयनों द्वारा विद्युत सर्किट का गठन किया जाता है। यह अंजीर में स्पष्ट रूप से देखा जाता है। 5, और जहां आयन दिखाया गया है

  संधारित्र प्लेटों के बीच। एक टूटे हुए विद्युत परिपथ का क्षेत्र समान आयनों से भरा होता है।

लैब नंबर 6

अध्ययन और प्रकटीकरण की प्रक्रिया का अध्ययन

कार्य का लाभ

में संधारित्रों के आवेश और निर्वहन की प्रक्रियाओं का अध्ययन आर सी- चेन, स्पंदित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के संचालन के साथ परिचित।

कार्य का सैद्धांतिक आधार

अंजीर में दिखाई गई योजना पर विचार करें। 1. सर्किट में एक निरंतर वर्तमान स्रोत, सक्रिय प्रतिरोध और एक संधारित्र शामिल है, जिसमें हम चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रियाओं पर विचार करेंगे। इन प्रक्रियाओं का अलग से विश्लेषण किया जाएगा।

संधारित्र निर्वहन।

पहले, मौजूदा स्रोत को एक प्रतिरोध R के माध्यम से कैपेसिटर C से जोड़ा जाए। तब कैपेसिटर को अंजीर में दिखाए अनुसार चार्ज किया जाता है। 1. कुंजी K को स्थिति 1 से स्थिति 2 में अनुवाद करें। परिणामस्वरूप, संधारित्र को वोल्टेज से चार्ज किया गया , प्रतिरोध आर के माध्यम से निर्वहन करना शुरू कर देगा। वर्तमान को सकारात्मक मानते हुए, जब यह सकारात्मक चार्ज किए गए संधारित्र प्लेट से नकारात्मक चार्ज करने के लिए निर्देशित होता है, तो हम लिख सकते हैं

http://pandia.ru/text/78/025/images/image003_47.gif "चौड़ाई =" 69 ऊंचाई = 25 "ऊंचाई =" 25 "\u003e, (1)

जहाँ मैं  - सर्किट में वर्तमान ताकत का तात्कालिक मूल्य, जिसमें से ऋण चिह्न यह दर्शाता है कि सर्किट में वर्तमान की उपस्थिति मैं  प्रभार में कमी के साथ जुड़े क्ष  कंडेनसर पर;

क्ष  और सी  - संधारित्र पर आवेश और वोल्टेज के तात्कालिक मूल्य।

जाहिर है, पहले दो भाव क्रमशः वर्तमान शक्ति और विद्युत क्षमता की परिभाषा हैं, और अंतिम सर्किट के एक भाग के लिए ओम का नियम है।

पिछले दो संबंधों से वर्तमान ताकत व्यक्त करते हैं मैं  निम्नानुसार है:

http://pandia.ru/text/78/025/images/image006_31.gif "चौड़ाई =" 113 "ऊँचाई =" 53 src = "\u003e। (2)

18. इस संस्थापन में सर्किट आरेख में कोई dc स्रोत क्यों नहीं दिखाया गया है?

19. क्या इस इंस्टॉलेशन में साइनसोयोडल वोल्टेज, सॉरेटो वोल्टेज का जनरेटर इस्तेमाल किया जा सकता है?

20. जनरेटर की आवेगों की आवृत्ति और अवधि क्या होनी चाहिए?

21. इस सर्किट सक्रिय प्रतिरोध में क्या आवश्यकता है आर? इसका आकार क्या होना चाहिए?

22. इस इंस्टॉलेशन में किस प्रकार के कैपेसिटर और रेसिस्टर्स का उपयोग किया जा सकता है?

23. इस सर्किट में किन मूल्यों की क्षमता और प्रतिरोध हो सकता है?

24. मुझे ऑसिलोस्कोप के संकेत को सिंक्रनाइज़ करने की आवश्यकता क्यों है?

25. ऑसिलोस्कोप स्क्रीन पर इष्टतम प्रकार के सिग्नल कैसे प्राप्त करें? क्या समायोजन लागू होते हैं?

26. संधारित्र के आवेश और डिस्चार्ज सर्किट में क्या अंतर है?

27. एक संधारित्र के समाई को निर्धारित करने के लिए क्या माप लिया जाना चाहिए आर सी-chain?

28. जब संयंत्र चल रहा हो तो माप की त्रुटियों का अनुमान कैसे लगाएं?

29. विश्राम के समय को निर्धारित करने की सटीकता को कैसे बेहतर बनाया जाए आर सी-chain?

30. समाई निर्धारण की सटीकता को बेहतर बनाने के तरीके क्या हैं।

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