மின்தேக்கிகள் தொடரிணைப்பிலும் பக்க இணைப்பிலும்

மின்தேக்கிகள் தொடரிணைப்பிலும் பக்க இணைப்பிலும்

(i) தொடரிணைப்பில் மின்தேக்கிகள்

மின்னழுத்த வேறுபாடு Vகொண்டமின்கலனுடன் மூன்று மின்தேக்கிகள் தொடரிணைப்பில் உள்ளன; அவற்றின் மின்தேக்குத்திறன்கள் C₁, C₂, மற்றும் C₃, [படம் 1.58 (அ)] மின்கலனின் மின் இணைப்பு கொடுக்கப்பட்டவுடன் C₃ மின்தேக்கியின் வலதுபக்கத் தட்டை நோக்கி -Q மின்னூட்ட

அளவுடைய எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மின்வாயிலிருந்து இடம்பெயர்கின்றன. இம்மின்னூட்டம் அதேயளவு எலக்ட்ரான்களை (-Q மின்னூட்டம்) C₃ மின்தேக்கியின் இடதுபக்கத் தட்டிலிருந்து C₂ ன் வலதுபக்கத் தட்டை நோக்கி விரட்டுகின்றது; இது நிலைமின் தூண்டலினால் நிகழ்கிறது. இதே போல் C₂ இன் இடது பக்கத் தட்டு, -Q மின்னூட்ட அளவுள்ள எலக்ட்ரான்களை C₁ ன் வலதுபக்கத் தட்டை நோக்கி விரட்டுகின்றது. நிலைமின் தூண்டலின் விளைவால் C₂ன் இடது பக்கத் தட்டில் +Q மின்னூட்டம் உருவாகிறது. அதே சமயம் C₁ ன் இடதுபக்கத் தட்டிலிருந்து-Q அளவுள்ள எலக்ட்ரான்கள் மின்கலனின் நேர்மின்வாயை நோக்கி இடம்பெயர்கின்றன.

இந்நிகழ்வுகளால் ஒவ்வொரு மின்தேக்கியிலும் சம அளவு மின்னூட்டம் Q கொண்ட மின் துகள்கள் சேமிக்கப்படுகிறது.மின்தேக்கிகளின் மின்தேக்குத்திறன் வெவ்வேறாக இருப்பதால் அவை ஒவ்வொன்றின் குறுக்கே நிலவும் மின்னழுத்த வேறுபாடும் வெவ்வேறாக இருக்கும்; அவை முறையே V₁, V₂மற்றும் V₃ ஆகும்.

மின்தேக்கிகளின் குறுக்கே காணப்படும் மொத்த மின்னழுத்த வேறுபாடு மின்கலனின் மின்னழுத்த வேறுபாட்டுக்குச் சமமாக இருக்க வேண்டும்

தொடரிணைப்பிலுள்ள மூன்றுமின்தேக்கிகளும் ஒரு தனித்த மின்தேக்கியை உருவாக்குவதாகக் கொண்டால் (படம் 1.58 (ஆ ))

V= Q / C_S சமன்பாடு (1.104) இல் பிரதியிட,

எனவே, மின்தேக்கிகள் தொடரிணைப்பில் உள்ளபோது தொகுபயன் மின்தேக்குத்திறன் C_sன் தலைகீழ் மதிப்பானது ஒவ்வொரு மின்தேக்குத்திறனின் தலைகீழ் மதிப்புகளின் கூடுதலுக்குச் சமமாகும். தொகுபயன் மின்தேக்குத் திறனின் மதிப்பு C_s ஆனது தொடரிணைப்பிலுள்ள மிகக்குறைந்த மின்தேக்குத்திறனை விட எப்போதும் குறைவாகவே இருக்கும்.

(ii) பக்க இணைப்பில் மின்தேக்கிகள்

மின்னழுத்த வேறுபாடு V கொண்ட மின்கலனுடன் மூன்று மின்தேக்கிகள் பக்க இணைப்பில் உள்ளன; அவற்றின் மின்தேக்குத்திறன்கள் C₁, C₂, மற்றும் C₃, [படம் 1.59 (அ)]

மின்தேக்கிகளின் ஒத்த பக்கங்கள் மின்கலனின் ஒரே நேர்முனை மற்றும் எதிர்மின்முனையுடன்இணைக்கப்பட்டு இருப்பதால், ஒவ்வொரு மின்தேக்கிக்குக் குறுக்கே தோன்றும் மின்னழுத்த வேறுபாடு சமமாகவும் அது மின்கலனின் மின்னழுத்த வேறுபாட்டுக்குச் சமமாகவும் இருக்கும்.

ஒவ்வொரு மின்தேக்கியின் மின்தேக்குத்திறனும் வெவ்வேறாக இருப்பதால் அவற்றில் தேக்கப்படும் மின் துகள்களின் அளவுகளும் வெவ்வேறாகவே இருக்கும். மின்தேக்கிகளில் சேமிக்கப்படும் மின்துகள் அளவுகள் முறையே , Q₁, Q₂மற்றும் Q₃ என்க. மொத்த மின்னூட்ட மாறா விதியின் படி இம்மூன்று மின்துகள்களின் மின்னூட்டங்களின் கூடுதலானது மின்கலனிலிருந்து பெறப்பட்ட மின்துகள்களின் மின்னூட்டம் Q க்கு சமம் எனலாம்.

இம்மூன்று மின்தேக்கிகளும் ஒரு தனித்த மின்தேக்கியை உருவாக்குவதாகக் கொண்டால் [படம் 1.59 (ஆ)], அதில் தேக்கப்படும் மின்னூட்டம் Q = C_PV எனலாம்.

சமன்பாடு (1.107)ல் பிரதியிட,

மின்தேக்கிகள் பக்க இணைப்பில் உள்ள போது அவற்றின் தொகுபயன் மின்தேக்குத்திறன் C_P யானது தனித்தனி மின்தேக்கிகளின் மின்தேக்குத்திறன்களின் கூடுதலுக்குச் சமம். தொகுபயன் மின்தேக்குத் திறனின் மதிப்பு பக்க இணைப்பிலுள்ள அதிகபட்ச தனித்த மின்தேக்குத்திறனை விட எப்போதும் அதிகமாகவே இருக்கும். பக்க இணைப்பிலுள்ள மின்தேக்கி ஒவ்வொன்றின் பரப்பளவையும் கூட்டும் போது கிடைக்கும் தொகுபயன் பரப்பளவு அதிகமாக உள்ளதால் அதன் தொகுபயன் மின்தேக்குத்திறனும் அதிகமாக உள்ளது.

எடுத்துக்காட்டு 1.22

படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள நிலையமைப்பில் P மற்றும் Q புள்ளிகளுக்கு இடையேயான தொகுபயன் மின்தேக்குத்திறனைக் காண்க.

தீர்வு

1μF மற்றும் 3μF மின்தேக்கிகள் பக்க இணைப்பிலும் அதே போல் 6μF மற்றும் 2 μF வேறொரு இடத்தில் பக்க இணைப்பிலும் உள்ளன. அவற்றின் தனித்த தொகுபயன் மின்தேக்குத்திறன்கள் அதே இடங்களில் குறிக்கப்பட்டு படம் (ஆ)-ல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

படம் (ஆ) வில் இரு 4μF மின்தேக்கிகள் தொடரிணைப்பிலும் மேலும் இரு 8 μF மின்தேக்கிகள் தொடரிணைப்பிலும் உள்ளன. அவற்றின்மின்தேக்குத்திறன்களைக் கண்டுபிடித்து படம் (இ)ல் அவற்றுக்கு இணையான சுற்று வரையப்பட்டுள்ளது.

படம் (இ) –ல் 2μF மற்றும் 4μF பக்க இணைப்பில் உள்ளன.

எனவே,

படம் (அ) -ல் கொடுக்கப்பட்ட, மின்தேக்கிகளின் தொகுப்பில் உள்ள மின்தேக்கிகளின் தொகுபயன் மின்தேக்குத்திறன் 6μF ஆகும்.