offSchoolবেটা

পদার্থবিজ্ঞান · অধ্যায় ১০

পাত কাছে আনলে ধারক কতটা বেশি ধরে?

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

ক্যামেরার ফ্ল্যাশ এক মুহূর্তে জ্বলতে একটি ধারকে বিদ্যুৎ শক্তি জমিয়ে রাখে। নাফিস দুটি ধাতব পাত দিয়ে ধারক বানাল, পাতের মাঝে ১ mm বাতাস। পাত দুটি কাছে এনে ফাঁক ০.৫ mm করলে ধারকত্বের কী হবে?

ফাঁক ১ mm থেকে ০.৫ mm করলে ধারকত্ব?

  1. দ্বিগুণ: ধারকত্ব ফাঁকের ব্যস্তানুপাতিক
  2. অর্ধেক, কম জায়গায় কম আধান ধরে
  3. একই, ধারকত্ব শুধু ভোল্টেজের ওপর নির্ভর করে
  4. চার গুণ, ফাঁকের বর্গে

যা বদলাতে পারবে

  • পাতের ক্ষেত্রফল: ১০ থেকে ১,০০০ cm²
  • পাতের মাঝের ফাঁক: ০.১ থেকে ৫ mm
  • ভোল্টেজ: ৫০ থেকে ৩০০ V
  • পাতের মাঝে: বাতাস, কাগজ, অভ্র

যা মেপে দেখাবে

  • ধারকত্ব (pF)
  • জমা আধান (nC)
  • জমা শক্তি (µJ)

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • পাতের মাঝে অভ্র দিয়ে দেখো।

নিজে করে দেখো

  1. অন্তত ১০০০ µJ শক্তি জমাও।
    ইঙ্গিত

    বড় পাত, ছোট ফাঁক, অভ্র আর বেশি ভোল্টেজ।

  2. প্রায় ১ nF (৯৯০ থেকে ১০১০ pF) ধারক তৈরি করো।
    ইঙ্গিত

    εr × A(cm²) ÷ d(mm) প্রায় ১১৩০।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

বিদ্যুৎ শক্তি সঞ্চয়: ধারক

C=ε0εrAd,Q=CV,E=12CV2C = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r A}{d},\quad Q = CV,\quad E = \tfrac{1}{2}CV^2

দুটি পরিবাহী পাতের মাঝে অন্তরক রেখে ধারক তৈরি হয়। ব্যাটারি যুক্ত করলে এক পাতে ধনাত্মক, অন্য পাতে সমান ঋণাত্মক আধান জমে; Q = CV, যেখানে C ধারকত্ব (একক ফ্যারাড)। সমান্তরাল পাত ধারকে C = ε₀εr A/d: পাতের ক্ষেত্রফল A বাড়লে, ফাঁক d কমলে, আর বাতাসের বদলে কাগজ বা অভ্রের মতো অন্তরক (বেশি εr) দিলে ধারকত্ব বাড়ে। জমা শক্তি ½CV², যা দ্রুত ছেড়ে দিয়ে ক্যামেরার ফ্ল্যাশ জ্বলে, হৃদযন্ত্র চালু করার ডিফিব্রিলেটর কাজ করে; পাখা ও মোটর চালু করতে, রেডিও টিউনিং আর বিদ্যুৎ প্রবাহ মসৃণ করতেও ধারক লাগে।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

C = ε₀εr A/d, তাই ফাঁক অর্ধেক হলে C দ্বিগুণ: পাত কাছে থাকলে একে অন্যের আধানকে বেশি টানে, ফলে একই ভোল্টেজে বেশি আধান জমে।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • পাতের ফাঁক কম হলে কম আধান জমে
  • ধারকত্ব ভোল্টেজের ওপর নির্ভর করে
  • ধারকত্ব ফাঁকের বর্গের ব্যস্তানুপাতিক

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • সিলিং ফ্যানের পাশের ছোট বাক্সটি একটি ধারক, যা ফ্যানকে ঘুরতে শুরু করায়।

পাঠ্যবইয়ের টপিক