संधारित्र और धारिता (Capacitors and Capacitance)
1. संधारित्र क्या है? (What is a Capacitor?)
संधारित्र (Capacitor) एक विद्युत उपकरण है, जो विद्युत आवेश को संग्रहीत करता है। यह दो चालक प्लेटों से बना होता है, जो एक दूसरे के नजदीक होते हैं और उनके बीच एक अवरोधक माध्यम होता है। संधारित्र का उपयोग विद्युत ऊर्जा को अस्थायी रूप से संग्रहीत करने के लिए किया जाता है।
2. धारिता (Capacitance)
धारिता (Capacitance) किसी संधारित्र की वह क्षमता है, जो उसे आवेश को संग्रहीत करने में सक्षम बनाती है। धारिता को निम्नलिखित सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:
C = Q / V
जहाँ:
C
= धारिता (Capacitance)Q
= संधारित्र पर संचित कुल आवेश (Total Charge Stored)V
= प्लेटों के बीच विभव अंतर (Potential Difference between the Plates)
3. धारिता की इकाई (Unit of Capacitance)
धारिता की इकाई फेरेड (Farad) होती है, जिसे संक्षेप में F से दर्शाया जाता है। 1 फेरेड वह धारिता है, जिसमें 1 वोल्ट विभव अंतर पर 1 कूलॉम का आवेश संचित किया जा सकता है।
4. संधारित्र के प्रकार (Types of Capacitors)
- प्लेट संधारित्र (Parallel Plate Capacitor): दो समानांतर प्लेटों के बीच निर्मित संधारित्र।
- गोलाकार संधारित्र (Spherical Capacitor): दो गोले के बीच निर्मित संधारित्र।
- सिलिंडर संधारित्र (Cylindrical Capacitor): सिलिंडर आकार में बनाए गए संधारित्र।
5. धारिता का सूत्र (Formula for Capacitance)
समानांतर प्लेट संधारित्र की धारिता का मान निम्नलिखित सूत्र द्वारा निकाला जा सकता है:
C = ε0 * A / d
जहाँ:
ε0
= मुक्त स्थान का विद्युत स्थिरांक (Permittivity of Free Space = 8.854 × 10-12 C²/N·m²)A
= प्लेटों का क्षेत्रफल (Area of the Plates)d
= प्लेटों के बीच की दूरी (Distance between the Plates)
6. संधारित्र का अनुप्रयोग (Applications of Capacitors)
- विद्युत ऊर्जा का भंडारण: संधारित्र विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
- फ़िल्टरिंग: इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में फ़िल्टर के रूप में काम करते हैं, जैसे कि एसी और डीसी संकेतों को अलग करने में।
- ट्यूनिंग सर्किट में: रेडियो सिग्नल प्राप्त करने के लिए ट्यूनिंग सर्किट में उपयोग होते हैं।
7. उदाहरण (Example)
मान लें कि दो प्लेटों के बीच 5 × 10-6 C का आवेश संचित है और उनके बीच का विभव अंतर 10 V है। धारिता होगी:
C = Q / V
C = (5 × 10-6) / 10 = 5 × 10-7 F
अतः, धारिता 5 × 10-7 फेरेड है।