संधारित्र इतिहास भाग 1: पहली खोजें

कैपेसिटर का इतिहास बिजली के अध्ययन के पहले प्रयासों से शुरू होता है। मैं उन्हें विमानन के पहले चरणों की तुलना करता हूं, जब लोगों ने लकड़ी और कपड़े से विमानों को बनाया और हवा में ऊपर कूदने की कोशिश की, न कि वायुगतिकी को समझने के लिए कि ऊपर कैसे रहें। बिजली के अध्ययन में एक समान अवधि थी। जब तक कंडेनसर की खोज की गई थी, तब तक हमारी समझ इतनी प्रधान थी कि यह माना जाता था कि बिजली एक तरल है जो दो रूपों में मौजूद है - कांचदार और राल। और, जैसा कि आप बाद में देखेंगे, कैपेसिटर के विकास के शुरुआती वर्षों में सब कुछ बदल गया।

इतिहास की उत्पत्ति 1745 में हुई। उस समय, बिजली केवल एक इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर द्वारा बनाई जा सकती थी। कांच की गेंद प्रति मिनट कई सौ क्रांतियों की गति से घूमती रही, और प्रयोगकर्ता ने इसे अपने हाथों से छुआ। इस पर जमा होने वाली बिजली को डिस्चार्ज किया जा सकता था। आज हम इस प्रभाव को ट्राइबोइलेक्ट्रिक कहते हैं - यहां आप देख सकते हैं कि एलसीडी स्क्रीन को पावर देने के लिए इसका उपयोग कैसे किया जा सकता है।



1745 में, पोमेरानिया (जर्मनी) के इवाल्ड जुरगेन वॉन क्लेस्ट ने शराब में बिजली स्टोर करने का प्रयास किया, यह तय करते हुए कि वह जनरेटर से कंडक्टर के माध्यम से एक ग्लास मेडिकल पोत में बिजली स्थानांतरित कर सकता है। चूंकि बिजली को तरल माना जाता था, इसलिए यह दृष्टिकोण उचित था। उनका मानना ​​था कि कांच शराब से बिजली के द्रव को रोकने में मदद करेगा। उन्होंने लगभग उसी तरह से किया जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, एक कॉर्क के माध्यम से एक नाखून को पास करना और शराब में कम करना, एक हाथ से एक कांच की बोतल पकड़ना। उस समय, उन्हें हाथ की महत्वपूर्ण भूमिका के बारे में पता नहीं था। वॉन क्लेस्ट ने पाया कि अगर वह तार को छूता है तो उसे एक चिंगारी मिल सकती है, अगर वह केवल एक जनरेटर का उपयोग करता है तो उससे अधिक शक्तिशाली।

उन्होंने 1745 के अंत में जर्मन वैज्ञानिकों के एक समूह को अपनी खोज की घोषणा की, और यह खबर नीदरलैंड के लीडेन विश्वविद्यालय तक पहुंच गई, लेकिन रास्ते में विकृत हो गई। 1746 में, अपने छात्र एंड्रियास कुनेस के साथ पीटर वान मुशेनब्रुक ने केवल पानी के साथ प्रयोग को दोहराया। मुशेनब्रेक ने प्रयोग के परिणामों की फ्रांसीसी वैज्ञानिक समुदाय को जानकारी दी। माना जाता है कि मस्कैनब्रुक ने इस खोज को स्वतंत्र रूप से किया था। लेकिन वह केवल शुरुआत थी।

जीन-एंटोनी नूले (जिसे एबोट नूले के नाम से भी जाना जाता है), एक फ्रांसीसी प्रयोगकर्त्ता, ने पोत लेडेन का नामकरण किया और इसे एक विशेष प्रकार की बोतल के रूप में अमीर लोगों को बेचा, जो विज्ञान में रुचि रखते थे।

यह लीडेन विश्वविद्यालय में था, उन्होंने पाया कि प्रयोग केवल तभी काम करता है जब आप कंटेनर को अपने हाथ से पकड़ते हैं और इसे इन्सुलेट सामग्री के साथ समर्थन नहीं करते हैं।

आज हम समझते हैं कि ग्लास के संपर्क में तरल एक संधारित्र प्लेट की तरह काम करता है, और दूसरे की तरह हाथ, ग्लास एक इन्सुलेटर था। जनरेटर उच्च वोल्टेज का एक स्रोत था, और हाथ और शरीर ने ग्राउंडिंग प्रदान की थी।

डेनियल ग्रेलाट, भौतिक विज्ञानी और गांडक (पोलैंड) के मेयर समानांतर में कई जहाजों को संयोजित करने वाले पहले थे, जिससे संग्रहीत प्रभार की मात्रा बढ़ गई। 1740 और 1750 के दशक में, बेंजामिन फ्रैंकलिन ने एक क्षेत्र में लेयर्ड बैंकों के साथ भी प्रयोग किया, जो जल्द ही संयुक्त राज्य अमेरिका में बदल गया और बंदूक की बैटरी के समान होने के कारण कई कैन के संग्रह को बैटरी कहा गया।


बैटरी लीडेन कैन


असेंबल कर सकते हैं


असंतुष्ट कर सकते हैं

फ्रैंकलिन ने बोतलबंद पानी के साथ प्रयोग किया और पन्नी जो बोतलों को लाइन करता है, और फैसला किया कि चार्ज पानी में नहीं बल्कि ग्लास में संग्रहीत किया गया था। उन्होंने बंधनेवाला लेडेन के डिब्बे के साथ काम किया, जिसमें बाहरी और भीतरी पन्नी को कांच से हटा दिया गया था। यह बाद में साबित हुआ कि वह गलत था। फ्रैंकलिन ने हाइज्रोस्कोपिक ग्लास के साथ काम किया , और जब उसने पन्नी को हटा दिया, तो चार्ज ग्लास में नमी में कोरोना डिस्चार्ज के माध्यम से चला गया। यदि आप हार्ड पैराफिन या टेम्पर्ड ग्लास के कंटेनर का उपयोग करते हैं, तो चार्ज धातु प्लेटों पर रहता है। एक और प्रभाव है, ढांकता हुआ अवशोषण , ढांकता हुआ में द्विध्रुव के कारण, जिसके परिणामस्वरूप संधारित्र प्लेटों को छोटा करने के बाद भी चार्ज बनाए रखता है।

फ्रैंकलिन ने एक पत्र में कई ऐसे कैपेसिटर के डिजाइन का वर्णन करते हुए, दोनों तरफ पन्नी के साथ फ्लैट ग्लास प्लेटों के साथ काम किया।

लगभग उसी समय, फ्रैंकलिन के अन्य प्रयोगों से पता चला कि चार्ज ट्रांसफर के लिए केवल एक पदार्थ जिम्मेदार है, हालांकि यह अभी भी एक तरल माना जाता था - एक इलेक्ट्रॉन की खोज केवल 1800 के आसपास होने के लिए किस्मत में थी। उन्होंने पाया कि आवेशित वस्तु में या तो इस "तरल" की अधिकता है या कमी है। इसने दो प्रकार की बिजली की परिकल्पना का खंडन किया।

1776 में, एलेसेंड्रो वोल्टा, विद्युत क्षमता या वोल्टेज (V) और आवेश (Q) को मापने के विभिन्न तरीकों के साथ काम करते हुए पता चला कि किसी दिए गए ऑब्जेक्ट के लिए, V और Q आनुपातिक हैं, इसे "क्षमता का नियम" कहते हैं। इस अध्ययन के लिए धन्यवाद, एक तनाव इकाई का नाम उनके नाम पर रखा गया था।

"कैपेसिटर" शब्द का उपयोग 1920 के दशक तक नहीं किया गया था। उन्हें लंबे समय तक कंडेनसर कहा जाता रहा है, और अभी भी कुछ देशों में और कुछ उद्देश्यों के लिए ऐसा कहा जाता है [उदाहरण के लिए, हमारे देश में यहां उन्हें "क्षमता" शब्द से अंग्रेजी में "कैपेसिटर" कहा जाता है - "क्षमता" / लगभग। ट्रांस।]। कंडेनसर शब्द का प्रस्ताव वोल्टा ने 1782 में किया था और यह इतालवी कंडेन्सटोर से आता है। नाम ने एक प्रेरित कंडक्टर की तुलना में उच्च चार्ज घनत्व को संग्रहीत करने की डिवाइस की क्षमता का संकेत दिया।


फैराडे का उपकरण

1830 के दशक में, माइकल फैराडे ने ऐसे प्रयोग किए जो यह निर्धारित करते थे कि संधारित्र की प्लेटों के बीच स्थित सामग्री प्लेटों पर संग्रहीत आवेश की मात्रा को प्रभावित करती है। उन्होंने गोलाकार कैपेसिटर के साथ प्रयोग किया - दो संकेंद्रित धातु के गोले जिनके बीच हवा, कांच, मोम, शेलैक (राल) या अन्य सामग्री हो सकती है। कूलम्ब मरोड़ संतुलन का उपयोग करते हुए , उन्होंने संधारित्र के आवेश को मापा जब गोले के बीच की खाई में हवा थी। फिर, वोल्टेज को अपरिवर्तित रखते हुए, उन्होंने चार्ज को मापा, अन्य सामग्रियों के साथ अंतर को भरना। उन्होंने पाया कि यदि हवा के बजाय अन्य सामग्रियों का उपयोग किया जाता है तो चार्ज अधिक था। उन्होंने इसे एक विशेष प्रेरक समाई कहा, और उनके कार्य के कारण, समाई की इकाइयों को फार्ड्स कहा जाता है।

शब्द "ढांकता हुआ" का उपयोग पहली बार विलियम विवेल से फैराडे के एक पत्र में किया गया था, जहां उन्होंने वर्णन किया था कि कैसे फैराडे ने "ढांकता हुआ" के साथ सादृश्य द्वारा "चुंबक" शब्द गढ़ा था, और यह कि "डायनामैनेट" शब्द का उपयोग शायद करना होगा, लेकिन तब यह असुविधाजनक होगा। एक पंक्ति में तीन स्वरों के कारण "ढांकता हुआ" शब्द का उपयोग करें।


विम्शुर्स्ट जेनरेटर

फ्लैट ग्लास और पन्नी से बने लेयर्ड के डिब्बे और कैपेसिटर का उपयोग 18 वीं शताब्दी के अंत तक स्पार्क ट्रांसमीटर और मेडिकल इलेक्ट्रोथेरेपी के लिए किया गया था। रेडियो के आविष्कार के साथ, कैपेसिटर धीरे-धीरे आधुनिक रूप लेना शुरू कर दिया, मुख्य रूप से उच्च आवृत्तियों पर संचालित करने के लिए, अधिष्ठापन को कम करने की आवश्यकता के कारण। छोटे कैपेसिटर को लचीली ढांकता हुआ चादर से बनाया गया था, जैसे कि तेल से सना हुआ पेपर, अक्सर कर्ल किया जाता है, दोनों तरफ पन्नी के साथ। आधुनिक कैपेसिटर का इतिहास एक अलग पोस्ट में वर्णित है।

दिलचस्प बात यह है कि शुरुआती कैपेसिटर होममेड उत्पादों के समान हैं, और कुछ वास्तव में उत्साही लोगों द्वारा बनाए गए थे। उच्च वोल्टेज प्रेमियों द्वारा अभी भी लीडेन के डिब्बे का उपयोग किया जाता है, जैसा कि 3 डी प्रिंटर पर छपे इस विम्शुर्स्ट जनरेटर में , और इस मनोरंजन में "मृत्यु हो सकती है । "

Source: https://habr.com/ru/post/hi396509/