তড়িৎ শক্তি সংরক্ষণ: ধারক

কোনো পদার্থে তাপ দিলে তাপমাত্রা কত বাড়বে তা তার তাপ ধারণ ক্ষমতার ওপর নির্ভর করে। একইভাবে কোনো পরিবাহী ব্যবস্থায় চার্জ দিলে বিভব কত বাড়বে, তা ঐ ব্যবস্থার একটি বৈশিষ্ট্যের ওপর নির্ভর করে; একে ধারকত্ব $C$ বলে, আর এমন ব্যবস্থাকে ধারক বা ক্যাপাসিটর বলে। ধারকত্বের একক ফ্যারাড (F)।

$V=\dfrac{Q}{C}$, অর্থাৎ $Q=CV$

এখানে $Q$ চার্জ (C), $V$ বিভব (V) এবং $C$ ধারকত্ব (F)। ধারকত্ব বেশি হলে অনেক চার্জ দিলেও বিভব অল্প বাড়ে; কম হলে অল্প চার্জেই বিভব অনেক বেড়ে যায়। $r$ ব্যাসার্ধের ধাতব গোলকের জন্য $C=\dfrac{r}{k}$।

সমান্তরাল পাত ধারক: সবচেয়ে পরিচিত ধারক তৈরি হয় দুটি ধাতব পাত পাশাপাশি রেখে। একটি পাতে ধনাত্মক ও অন্যটিতে ঋণাত্মক চার্জ রাখলে মাঝখানে তড়িৎ ক্ষেত্র তৈরি হয়, এবং সেই তড়িৎ ক্ষেত্রে শক্তি সঞ্চিত থাকে:

$\text{শক্তি}=\dfrac{1}{2}CV^{2}$

শক্তির একক জুল (J)।

উদাহরণ: একটি $100\ \mu$F ধারক $12$ V এ চার্জ করা হলো।

1. $C=100\times10^{-6}=10^{-4}$ F।
2. সঞ্চিত চার্জ $Q=CV=10^{-4}\times12=1.2\times10^{-3}$ C।
3. সঞ্চিত শক্তি $=\dfrac{1}{2}\times10^{-4}\times12^{2}=7.2\times10^{-3}$ J।

একই ধারকে ভোল্টেজ দ্বিগুণ করে $24$ V দিলে শক্তি চার গুণ হয়, কারণ শক্তি $V^{2}$ এর সমানুপাতিক।

সাধারণ ভুল হলো মাইক্রোফ্যারাডকে ফ্যারাডে রূপান্তর না করেই সূত্রে বসানো। $1\ \mu$F $=10^{-6}$ F; না বদলালে উত্তর দশ লক্ষ গুণ ভুল হয়।

মনে রাখো: ধারক চার্জ ও শক্তি জমা রাখে; $Q=CV$, ধারকত্বের একক ফ্যারাড, আর সঞ্চিত শক্তি $\dfrac{1}{2}CV^{2}$।