فیزیک (2) - تجربی صفحه ۳۰
فصل 1خوب است بدانید: بطری لیدن 1بطری لیدن، قدیمی‌ترین نوع خازن است که در ٔ میانه ٔ سده سوکتهجدهم در شهر لیدن که امروزه در هلند واقع شده است، ساخته چوب پنبه میله رساناشد. در یک نوع ابتدایی، این خازن از یک بطری شیشه ای پوشش داخلی بطریساخته شده است که سطح درونی و بیرونی آن با ٔ ورقه نازک قلع فلزی شیشه ایپوشیده شده است. ٔ ورقه درونی توسط سیم یا زنجیری فلزی به پوشش زنجیرهٔ میله فلزی ثابت داخل بطری اتصال دارد (شکل الف). امروزه خارجی فلزی فلزیبرای باردار کردن بطری لیدن، روی ٔ بدنه فلزی و سر ٔ میله فلزی سوکتسوکت (جای فیش) هایی نصب شده است (شکل ب) که از طریق (الف()ب)آنها، خازن توسط قطب های یک مولد ولتاژ باال مانند مولد وان دوگراف یا مولد ویم چرست 2 باردار می‌شود.ظرفیت یک بطری لیدن با ٔ اندازهمتوسط از ٔ مرتبه 1nF است. آزمایش با بطری لیدن خطرناک است و باید تحت نظارت مربی یا دبیر محترم انجام شود.ظرفیت خازن تخت: آزمایش و محاسبه نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن تخت با مساحتصفحۀ متحرک صفحه های A ٔ وفاصله جدایی صفحه های d ، از ٔ رابطه زیر به دست می‌آید:)13ــ1(d A 0 ε = 0 Cصفحۀ ثابت که در آن 0 ε همان ضریب گذردهی الکتریکی خأل (0 = 8/85*10 -12 F/m)ε است. مثالی کاربردیباتری از این رابطه، میکروفون خازنی است که براثر تغییر ظرفیت یک خازن تخت سیگنال الکتریکی ایجادمی‌کند (شکل .)36ــ1حال اگر فضای میان صفحه های یک خازن را با ماده ای عایق (مانند کاغذ یا پالستیک) که به آنمدار پردازش دی الکتریک گفته می‌شود پُر کنیم ــ1شکل()37 برای ظرفیت خازن چه پیش می‌آید؟ مایکل فارادهنخستین بار در سال ٧٣٨١ میالدی، با استفاده از وسایل ساده ای دریافت که ظرفیت خازن با ضریبیموسوم به ثابت دی الکتریک ٔ ماده عایق (که آن را با κ 3 نشان می‌دهند) افزایش می‌یابد؛ یعنی اگر ظرفیتصفحات رسانادی الکتریکشکل 36ــ1 در یک میکروفون خازنی، باارتعاش صفحۀ متحرک(دیافراگم) خازن براثر شکل 37ــ1 الف) بیرون و ب) درون یک خازن کهصدا، فاصله ٔ صفحه های خازن تغییر می‌کند. بین صفحه های فلزی آن الیۀ عایقی قرارگرفته است.بنابراین ظرفیت خازن تخت تغییر می‌کند که به (الف()ب)ایجاد یک سیگنال الکتریکی می‌انجامد.Wimshurst machine ــ Leyden jar 2 1ــــ3 از حروف الفبای یونانی که کاپا خوانده می‌شود.30