धारिता: Difference between revisions

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धारिता केवल संधारित्र के रूपरेखा की ज्यामिति का एक कार्य है, उदाहरण के लिए, प्लेटों का विरोधी सतह क्षेत्र और उनके बीच की दूरी, और प्लेटों के बीच परावैद्युत पदार्थ की पारगम्यता। कई परावैद्युत पदार्थ के लिए, पारगम्यता और धारिता,चालकों के बीच [[ संभावित अंतर |संभावित विद्युत अंतर]] और उन पर उपस्थित कुल आवेश से स्वतंत्र है।  
धारिता केवल संधारित्र के रूपरेखा की ज्यामिति का एक कार्य है, उदाहरण के लिए, प्लेटों का विरोधी सतह क्षेत्र और उनके बीच की दूरी, और प्लेटों के बीच परावैद्युत पदार्थ की पारगम्यता। कई परावैद्युत पदार्थ के लिए, पारगम्यता और धारिता,चालकों के बीच [[ संभावित अंतर |संभावित विद्युत अंतर]] और उन पर उपस्थित कुल आवेश से स्वतंत्र है।  


धारिता की एसआई इकाई अंग्रेजी भौतिक वैज्ञानिक[[ माइकल फैराडे ]]के नाम पर फैराड (प्रतीक: एफ) है।1 फैराड संधारित्र, जब 1[[ कूलम्ब | कूलम्ब]] विद्युत आवेश के साथ आरोपित किया जाता है, तो इसकी प्लेटों के बीच 1[[ वाल्ट |वोल्ट]] का संभावित अंतर होता है।<ref>{{cite web |url=http://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/farad |title=Definition of 'farad' |publisher=Collins}}</ref> धारिता के वुत्पन्न को [[ इलास्टेंस |इलास्टेंस]] कहा जाता है।   
धारिता की एसआई इकाई अंग्रेजी भौतिक वैज्ञानिक[[ माइकल फैराडे ]]के नाम पर फैराड (प्रतीक: एफ) है। 1 फैराड संधारित्र, जब 1[[ कूलम्ब | कूलम्ब]] विद्युत आवेश के साथ आरोपित किया जाता है, तो इसकी प्लेटों के बीच 1 [[ वाल्ट |वोल्ट]] का संभावित अंतर होता है।<ref>{{cite web |url=http://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/farad |title=Definition of 'farad' |publisher=Collins}}</ref> धारिता के वुत्पन्न को [[ इलास्टेंस |इलास्टेंस]] कहा जाता है।   


== स्व समाई (आत्म धारिता) ==
== स्व समाई (आत्म धारिता) ==
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एक विद्युत चुम्बकीय कुंडल की अंतर-घुमावदार धारिता को कभी-कभी आत्म धारिता कहा जाता है,<ref>{{cite journal| title=Self capacitance of inductors|doi=10.1109/63.602562 |author1=Massarini, A. |author2=Kazimierczuk, M.K. |year=1997 |volume=12 |issue=4 |pages=671–676 |journal=IEEE Transactions on Power Electronics |postscript=: example of the use of the term 'self capacitance'.|bibcode=1997ITPE...12..671M |citeseerx=10.1.1.205.7356 }}</ref> लेकिन यह एक अलग घटना है।यह वास्तव में कॉइल के अलग-अलग मोड़ के बीच पारस्परिक धारिता है और आवारा,या [[ परजीवी समाई |परजीवी धारिता]] का एक रूप है। यह आत्म धारिता उच्च आवृत्तियों के लिए महत्वपूर्ण विचार है: यह कॉइल के [[ विद्युत प्रतिबाधा |विद्युत प्रतिबाधा]] को बदलता है और समानांतर विद्युत अनुनाद को जन्म देता है। कई अनुप्रयोगों में यह एक अवांछनीय प्रभाव है और परिपथ के सही संचालन के लिए एक ऊपरी आवृत्ति सीमा निर्धारित करता है।{{citation needed|date=May 2017}}   
एक विद्युत चुम्बकीय कुंडल की अंतर-घुमावदार धारिता को कभी-कभी आत्म धारिता कहा जाता है,<ref>{{cite journal| title=Self capacitance of inductors|doi=10.1109/63.602562 |author1=Massarini, A. |author2=Kazimierczuk, M.K. |year=1997 |volume=12 |issue=4 |pages=671–676 |journal=IEEE Transactions on Power Electronics |postscript=: example of the use of the term 'self capacitance'.|bibcode=1997ITPE...12..671M |citeseerx=10.1.1.205.7356 }}</ref> लेकिन यह एक अलग घटना है।यह वास्तव में कॉइल के अलग-अलग मोड़ के बीच पारस्परिक धारिता है और आवारा,या [[ परजीवी समाई |परजीवी धारिता]] का एक रूप है। यह आत्म धारिता उच्च आवृत्तियों के लिए महत्वपूर्ण विचार है: यह कॉइल के [[ विद्युत प्रतिबाधा |विद्युत प्रतिबाधा]] को बदलता है और समानांतर विद्युत अनुनाद को जन्म देता है। कई अनुप्रयोगों में यह एक अवांछनीय प्रभाव है और परिपथ के सही संचालन के लिए एक ऊपरी आवृत्ति सीमा निर्धारित करता है।{{citation needed|date=May 2017}}   
== म्यूचुअल कैपेसिटेंस (पारस्परिक धारिता) ==
== म्यूचुअल कैपेसिटेंस (पारस्परिक धारिता) ==
ये ,सामान्य रूप एक समानांतर-प्लेट संधारित्र है, जिसमें दो प्रवाहकीय प्लेटें होती हैं,और ये दोनों प्लेट एक दूसरे के ऊपर रखीं होती हैं,आमतौर पर प्लेट एक दूसरे के ऊपर ऐसे रखीं होती है जैसे डाइइलेक्ट्रिक सामग्री उन दोनों प्लेट के बीच में रखा हो। एक समानांतर प्लेट संधारित्र में, धारिता संधारित्र प्लेटों के सतह क्षेत्र के समानुपाती और और दो प्लेट के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
ये ,सामान्य रूप एक समानांतर-प्लेट संधारित्र है, जिसमें दो प्रवाहकीय प्लेटें होती हैं,और ये दोनों प्लेट एक दूसरे के ऊपर रखीं होती हैं,आमतौर पर प्लेट एक दूसरे के ऊपर ऐसे रखीं होती है जैसे डाइइलेक्ट्रिक सामग्री उन दोनों प्लेट के बीच में रखा हो। एक समानांतर प्लेट संधारित्र में, धारिता संधारित्र प्लेटों के सतह क्षेत्र के समानुपाती और दो प्लेट के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है।


यदि प्लेटों पर आवेश +Q और, -Q हैं, और V प्लेटों के बीच [[ वोल्टेज |वोल्टेज]] देता है, तो धारिता को C द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। <math display="block">C = \frac{q}{V},</math>
यदि प्लेटों पर आवेश +Q और, -Q हैं, और V प्लेटों के बीच [[ वोल्टेज |वोल्टेज]] देता है, तो धारिता को C द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। <math display="block">C = \frac{q}{V},</math>
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चूंकि कोई भी वास्तविक उपकरण दो प्लेटों में से प्रत्येक पर पूरी तरह से समान और विपरीत आवेश नहीं रखता है, यह पारस्परिक धारिता है जो संधारित्र पर वर्णित की जाती है।
चूंकि कोई भी वास्तविक उपकरण दो प्लेटों में से प्रत्येक पर पूरी तरह से समान और विपरीत आवेश नहीं रखता है, यह पारस्परिक धारिता है जो संधारित्र पर वर्णित की जाती है।


गुणांकों का संग्रह <math>C_{ij} = \frac{\partial Q_{i}}{\partial V_{j}}</math>धारिता मैट्रिक्स के रूप में जाना जाता है,<ref name=maxwell>{{cite book| last =Maxwell | first =James | author-link =James Clerk Maxwell | title = A treatise on electricity and magnetism |volume=1 | publisher = Clarendon Press | year = 1873 | chapter =3 | at =p. 88ff | chapter-url = https://archive.org/details/electricandmagne01maxwrich}}</ref><ref>{{Cite web |title=Capacitance : Charge as a Function of Voltage |url=http://www.av8n.com/physics/capacitance.htm |website=Av8n.com |access-date=20 September 2010}}</ref><ref>{{cite journal |last1= Smolić |first1= Ivica |last2= Klajn |first2= Bruno |date= 2021 |title= Capacitance matrix revisited |url= https://www.jpier.org/PIERB/pier.php?paper=21011501 |journal= Progress in Electromagnetics Research B |volume= 92 |pages= 1–18 |doi= 10.2528/PIERB21011501|arxiv=2007.10251 |access-date= 4 May 2021|doi-access= free }}</ref> और यह इलास्टेंस[[ मैट्रिक्स उलटा | मैट्रिक्स का उलटा]] है।
गुणांकों का संग्रह <math>C_{ij} = \frac{\partial Q_{i}}{\partial V_{j}}</math> धारिता मैट्रिक्स के रूप में जाना जाता है,<ref name=maxwell>{{cite book| last =Maxwell | first =James | author-link =James Clerk Maxwell | title = A treatise on electricity and magnetism |volume=1 | publisher = Clarendon Press | year = 1873 | chapter =3 | at =p. 88ff | chapter-url = https://archive.org/details/electricandmagne01maxwrich}}</ref><ref>{{Cite web |title=Capacitance : Charge as a Function of Voltage |url=http://www.av8n.com/physics/capacitance.htm |website=Av8n.com |access-date=20 September 2010}}</ref><ref>{{cite journal |last1= Smolić |first1= Ivica |last2= Klajn |first2= Bruno |date= 2021 |title= Capacitance matrix revisited |url= https://www.jpier.org/PIERB/pier.php?paper=21011501 |journal= Progress in Electromagnetics Research B |volume= 92 |pages= 1–18 |doi= 10.2528/PIERB21011501|arxiv=2007.10251 |access-date= 4 May 2021|doi-access= free }}</ref> और यह इलास्टेंस[[ मैट्रिक्स उलटा | मैट्रिक्स का उलटा]] है।


== कैपेसिटर (संधारित्र) ==
== कैपेसिटर (संधारित्र) ==
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स्पष्ट गणितीय अंतर को संभावित ऊर्जा के रूप में अधिक मौलिक रूप से समझा जाता है, <math>U(N)</math>,कम सीमा n = 1 में एक जुड़े उपकरण में संग्रहीत संभावित ऊर्जा, एक पृथक उपकरण (सेल्फ-कैपेसिटेंस/ आत्म धारिता) का दो गुना है। जैसे -जैसे n बढ़ता है, <math>U(N)\to U</math>.<ref name=LaFave-DCD/> इस प्रकार, धारिता को सामान्य रूप से प्रदर्शित किया जाता है     
स्पष्ट गणितीय अंतर को संभावित ऊर्जा के रूप में अधिक मौलिक रूप से समझा जाता है, <math>U(N)</math>,कम सीमा n = 1 में एक जुड़े उपकरण में संग्रहीत संभावित ऊर्जा, एक पृथक उपकरण (सेल्फ-कैपेसिटेंस/ आत्म धारिता) का दो गुना है। जैसे -जैसे n बढ़ता है, <math>U(N)\to U</math>.<ref name=LaFave-DCD/> इस प्रकार, धारिता को सामान्य रूप से प्रदर्शित किया जाता है     
<math display="block">C(N) = {(Ne)^2 \over U(N)}.</math>
<math display="block">C(N) = {(Ne)^2 \over U(N)}.</math>
नैनोस्केल उपकरणों में जैसे क्वांटम डॉट्स, संधारित्र अक्सर उपकरण के भीतर एक पृथक, या आंशिक रूप से पृथक, घटक होता है। नैनोस्केल संधारित्र और मैक्रोस्कोपिक (पारंपरिक) संधारित्र के बीच प्राथमिक अंतर अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या ( जो डिवाइस के इलेक्ट्रॉनिक व्यवहार में योगदान करते हैं, चार्ज वाहक, या इलेक्ट्रॉन) और धातु इलेक्ट्रोड के आकार और आकृति हैं। नैनोस्केल उपकरणों में, धातु परमाणुओं से युक्त [[ नैनोवायर |नैनोवायर]] आमतौर पर उनके मैक्रोस्कोपिक, या विस्तृत सामग्री में समान चालक गुणों का प्रदर्शन नहीं करते हैं।   
नैनोस्केल उपकरणों में जैसे क्वांटम डॉट्स, संधारित्र अक्सर उपकरण के भीतर एक पृथक, या आंशिक रूप से पृथक, घटक होता है। नैनोस्केल संधारित्र और मैक्रोस्कोपिक (पारंपरिक) संधारित्र के बीच प्राथमिक अंतर अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या ( जो उपकरण के इलेक्ट्रॉनिक व्यवहार में योगदान करते हैं, आवेश वाहक, या इलेक्ट्रॉन) और धातु इलेक्ट्रोड के आकार और आकृति हैं। नैनोस्केल उपकरणों में, धातु परमाणुओं से युक्त [[ नैनोवायर |नैनोवायर]] आमतौर पर उनके मैक्रोस्कोपिक, या विस्तृत सामग्री में समान चालक गुणों का प्रदर्शन नहीं करते हैं।   


== इलेक्ट्रॉनिक और अर्धचालक उपकरणों में धारिता ==
== इलेक्ट्रॉनिक और अर्धचालक उपकरणों में धारिता ==
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एक [[ कैपेसिटेंस मीटर |धारिता मीटर]] इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरणों का एक टुकड़ा है जिसका उपयोग धारिता को मापने के लिए किया जाता है, मुख्य रूप से असतत धारिता का। अधिकांश उद्देश्यों के लिए और ज्यादातर मामलों में संधारित्र को[[ विद्युत सर्किट | विद्युत सर्किट (परिपथ)]] से डिस्कनेक्ट (अलग करना) किया जाना चाहिए।
एक [[ कैपेसिटेंस मीटर |धारिता मीटर]] इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरणों का एक टुकड़ा है जिसका उपयोग धारिता को मापने के लिए किया जाता है, मुख्य रूप से असतत धारिता का। अधिकांश उद्देश्यों के लिए और ज्यादातर मामलों में संधारित्र को[[ विद्युत सर्किट | विद्युत सर्किट (परिपथ)]] से डिस्कनेक्ट (अलग करना) किया जाना चाहिए।


कई डीवीएम ([[ वाल्टमीटर |डिजिटल वोल्टमीटर]]) में एक धारिता मापने वाला फ़ंक्शन होता है। ये आमतौर पर एक ज्ञात विद्युत प्रवाह के साथ परीक्षण के तहत उपकरण को आवेशित और निरावेशित करके और परिणामस्वरूप वोल्टेज की वृद्धि दर को मापते हैं; धारिता जितनी ज्यादा होगी वृद्धि की दर उतनी कम होगी। डीवीएम आमतौर पर फैराड से कुछ सौ माइक्रोफारड्स तक धारिता को माप सकते हैं, लेकिन व्यापक सीमाएं असामान्य नहीं हैं। परीक्षण के तहत उपकरण के माध्यम से एक ज्ञात उच्च-आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा को भेज करके और इसके पार परिणामी वोल्टेज को मापने के लिए धारिता को मापना भी संभव है (ध्रुवीकृत धारिता के लिए काम नहीं करता है)।  
कई डीवीएम ([[ वाल्टमीटर |डिजिटल वोल्टमीटर]]) में एक धारिता मापने वाला फ़ंक्शन होता है। ये आमतौर पर एक ज्ञात विद्युत प्रवाह के साथ परीक्षण के तहत उपकरण को आवेशित और निरावेशित करके और परिणामस्वरूप वोल्टेज की वृद्धि दर को मापते हैं; धारिता जितनी ज्यादा होगी वृद्धि की दर उतनी कम होगी। डीवीएम आमतौर पर फैराड से कुछ सौ माइक्रोफारड्स तक धारिता को माप सकते हैं, लेकिन व्यापक सीमाएं असामान्य नहीं हैं। परीक्षण के तहत उपकरण के माध्यम से एक ज्ञात उच्च-आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा को भेज करके और इसके पार परिणामी वोल्टेज को मापने के लिए धारिता को मापना भी संभव है (ध्रुवीकृत धारिता के लिए काम नहीं करता है)।  


[[Image:AH2700 cap br.jpg|thumb|right|एक [http://www.andeen-hagerling.com andeen-hagerling] 2700A कैपेसिटेंस ब्रिज]]
[[Image:AH2700 cap br.jpg|thumb|right|एक [http://www.andeen-hagerling.com andeen-hagerling] 2700A कैपेसिटेंस ब्रिज]]

Revision as of 16:09, 19 October 2022

For capacitance of blood vessels, see Compliance (physiology).

सामान्य प्रतीक
C
Si   इकाईfarad
अन्य इकाइयां
μF, nF, pF
SI आधार इकाइयाँ मेंF = A2 s4 kg−1 m−2
अन्य मात्राओं से
व्युत्पत्तियां
C = charge / voltage
आयामM−1 L−2 T4 I2
Articles about
Electromagnetism
Solenoid
Electrostatics
Magnetostatics
Electrodynamics
Electrical network
Covariant formulation
Scientists

कैपेसिटेंस, विद्युत कंडक्टर (इलेक्ट्रिक चालक) पर संग्रहीत आवेश की मात्रा और विद्युत क्षमता में अंतर का अनुपात है। धारिता के दो प्रकार है जो आपस में एक दूसरे से सम्बंधित है: सेल्फ कैपेसिटेंस (स्व धारिता) और म्यूचुअल कैपेसिटेंस (पारस्परिक धारिता)।[1]: 237–238  कोई भी वस्तु जिसे विद्युत रूप से आवेशित किया जा सकता है वह आत्म धारिता प्रदर्शित करता है। इस मामले में वस्तु और जमीन के बीच संभावित विद्युत अंतर मापा जाता है। पारस्परिक धारिता को दो चालकों के बीच मापा जाता है,और यह संधारित्र के संचालन में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, (प्रतिरोधों और प्रारंभ करने वालों के साथ) इस उद्देश्य के लिए एक प्राथमिक रैखिक इलेक्ट्रॉनिक घटक के रूप में उपकरण डिज़ाइन किया गया है। संधारित्र के संचालन को समझने के लिए पारस्परिक धारिता की धारणा विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। एक विशिष्ट संधारित्र में, दो चालक का उपयोग इलेक्ट्रिक आवेश को अलग करने के लिए किया जाता है, जिसमें एक चालक को धनात्मक रूप से आवेशित किया जाता है और दूसरा ऋणात्मक रूप से आवेशित किया जाता है, लेकिन तंत्र का कुल आवेश शून्य होता है।

धारिता केवल संधारित्र के रूपरेखा की ज्यामिति का एक कार्य है, उदाहरण के लिए, प्लेटों का विरोधी सतह क्षेत्र और उनके बीच की दूरी, और प्लेटों के बीच परावैद्युत पदार्थ की पारगम्यता। कई परावैद्युत पदार्थ के लिए, पारगम्यता और धारिता,चालकों के बीच संभावित विद्युत अंतर और उन पर उपस्थित कुल आवेश से स्वतंत्र है।

धारिता की एसआई इकाई अंग्रेजी भौतिक वैज्ञानिकमाइकल फैराडे के नाम पर फैराड (प्रतीक: एफ) है। 1 फैराड संधारित्र, जब 1 कूलम्ब विद्युत आवेश के साथ आरोपित किया जाता है, तो इसकी प्लेटों के बीच 1 वोल्ट का संभावित अंतर होता है।[2] धारिता के वुत्पन्न को इलास्टेंस कहा जाता है।

स्व समाई (आत्म धारिता)

विद्युत परिपथ में, धारिता शब्द आमतौर पर दो आसन्न चालकों के बीच पारस्परिक धारिता के लिए एक आशुलिपि (शॉर्टहैंड) है, जैसे कि एक संधारित्र की दो प्लेटें। हालांकि, एक पृथक संधारित्र के लिए, सेल्फ कैपेसिटेंस (आत्म धारिता) नामक एक संपत्ति भी मौजूद है, जो कि विद्युत आवेश की मात्रा है जिसे एक अलग संधारित्र में जोड़ा जाना चाहिए ताकि इसकी विद्युत क्षमता को एक इकाई (यानी एक वोल्ट, अधिकांश माप प्रणालियों में) तक बढ़ाया जा सके।[3] इस विभव के लिए संदर्भ बिंदु, इस क्षेत्र के अंदर केंद्रित संधारित्र के साथ अनंत त्रिज्या का एक सैद्धांतिक खोखला क्षेत्र है।

गणितीय रूप से, एक संधारित्र की सेल्फ कैपेसिटेंस (आत्म धारिता) को परिभाषित किया गया है

जहाँ पे

  • q चालक पर आयोजित शुल्क है,
  • विद्युत क्षमता है,
  • σ सतह आवेश घनत्व है।
  • dS चालक की सतह पर क्षेत्र का एक असीम तत्व है,
  • r चालक पर एक निश्चित बिंदु m से ds तक लंबाई है
  • वैक्यूम पारगम्यता है


इस पद्धति का उपयोग करते हुए, सेल्फ कैपेसिटेंस (आत्म धारिता) के एक संचालन क्षेत्र की त्रिज्या R है:[4]

आत्म धारिता के उदाहरण मान हैं:

  • एक वैन डी ग्राफ जनरेटर की शीर्ष प्लेट के लिए,आमतौर पर एक वृत्त त्रिज्या में 20 सेमी: 22.24 पीएफ,
  • ग्रह पृथ्वी: लगभग 710 µf।[5]

एक विद्युत चुम्बकीय कुंडल की अंतर-घुमावदार धारिता को कभी-कभी आत्म धारिता कहा जाता है,[6] लेकिन यह एक अलग घटना है।यह वास्तव में कॉइल के अलग-अलग मोड़ के बीच पारस्परिक धारिता है और आवारा,या परजीवी धारिता का एक रूप है। यह आत्म धारिता उच्च आवृत्तियों के लिए महत्वपूर्ण विचार है: यह कॉइल के विद्युत प्रतिबाधा को बदलता है और समानांतर विद्युत अनुनाद को जन्म देता है। कई अनुप्रयोगों में यह एक अवांछनीय प्रभाव है और परिपथ के सही संचालन के लिए एक ऊपरी आवृत्ति सीमा निर्धारित करता है।[citation needed]

म्यूचुअल कैपेसिटेंस (पारस्परिक धारिता)

ये ,सामान्य रूप एक समानांतर-प्लेट संधारित्र है, जिसमें दो प्रवाहकीय प्लेटें होती हैं,और ये दोनों प्लेट एक दूसरे के ऊपर रखीं होती हैं,आमतौर पर प्लेट एक दूसरे के ऊपर ऐसे रखीं होती है जैसे डाइइलेक्ट्रिक सामग्री उन दोनों प्लेट के बीच में रखा हो। एक समानांतर प्लेट संधारित्र में, धारिता संधारित्र प्लेटों के सतह क्षेत्र के समानुपाती और दो प्लेट के बीच की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

यदि प्लेटों पर आवेश +Q और, -Q हैं, और V प्लेटों के बीच वोल्टेज देता है, तो धारिता को C द्वारा प्रदर्शित किया जाता है।

जो वोल्टेज और विद्युत धारा में सम्बन्ध प्रदर्शित करता है