Penjodohan pemuat.

Penjodohan pemuat (English-capacitive coupling) ialah fenomena di mana pemindahan tenaga elektrik berlaku di antara dua bahan pengalir yang terpisah oleh lapisan penebat (seperti getah dan udara) secara pemuat atau kapasitor.

Fenomena ini terjadi kerana:
a) kedua-dua bahan pengalir saling berada dalam medan elektrik masing-masing.
b) medan elektrik tersebut berubah-ubah.

Fenomena penjodohan pemuat berubah kepada fenomena elektrostatik apabila:
a) kedua-dua bahan pengalir saling berada dalam medan elektrik masing-masing.
b) medan elektrik tersebut TIDAK BERUBAH

Jadi, untuk menghasilkan penjodohan pemuat, medan yang berubah-ubah diperlukan. Untuk menghasilkan medan yang berubah-ubah, kita memerlukan arus yang berubah-ubah arahnya. Arus ini ialah arus ulang-alik ataupun arus terus yang diisyaratkan (English-pulsed direct current).

Dua bahan pengalir yang mengalami penjodohan pemuat akan bertindak seperti dua plat pada sebuah kapasitor, di mana kedua-duanya dipisahkan oleh sebuah penebat. Fenomena ini adakalanya disengajakan seperti yang berlaku dalam kapasitor biasa, dan adakalanya tidak disengajakan.

Jika fenomena ini berlaku secara tidak sengaja, maka kedua-dua bahan konduktor yang terlibat akan dipisahkan pada suatu jarak sehingga fenomena ini tidak lagi berlaku. Pada jarak tersebut, setiap dari bahan pengalir yang terlibat saling tidak berada dalam medan elektrik masing-masing kerana terpisah oleh ‘bahan penebat’ (seperti udara) yang amat jauh. Maka kesan penjodohan pemuat dapat dielakkan.

Contoh fenomena penjodohan pemuat yang biasa berlaku ialah pada bebola plasma.


Bebola plasma

Bebola plasma ialah sebuah bebola kaca di mana terasnya ialah sebuah elektrod dan keseluruhan bahagian dalamnya diisi dengan gas-gas tertentu. Bebola plasma memerlukan arus ulang alik untuk berfungsi.

Rajah pertama di bawah menunjukkan bentuk am sebuah pemuat biasa, sementara rajah kedua pula menterjemah bebola plasma mengikut bentuk am sebuah pemuat.



Pada voltan arus yang tinggi, gas-gas plasma dalam bebola kaca bertindak sebagai bahan pengalir. Oleh itu, gas-gas plasma dalam bebola kaca boleh dianggap sebagai plat pemuat sebagaimana yang ditunjukkan dalam rajah di atas. Bumi yang merupakan tempat lenyap tenaga juga boleh mengalirkan arus elektrik. Maka bumi dianggap sebagai plat kedua ‘kapasitor’ tersebut.

Analisis bebola plasma.

Apabila sebarang bahan pengalir seperti besi, duit syiling dan jari anda dibiarkan bersentuhan dengan dinding kaca bebola plasma, ia sama dengan menukarkan jenis bahan penebat atau dielektrik sebuah pemuat biasa.

Menukar jenis dielektrik akan menukar muatan (English-capacitance) sebuah pemuat.

Jika pemuat berada dalam sebuah litar arus ulang alik seperti di bawah, maka menukar muatannya akan menukar frekuensi arus ulang alik dalam litar berkenaan.



Oleh itu menyentuh bebola plasma dengan bahan konduktor dapat menukar frekuensi arus ulang alik yang melaluinya. Disebabkan itu, bunyi bingit juga terhasil. Ini kerana frekuensi arus ulang alik berubah dari frekuensi yang berada di luar julat pendengaran manusia ke dalam julat pendengaran manusia, di mana dengan frekuensi baru ini, manusia dapat mendengar bunyi getaran arus ulang alik tersebut dalam bentuk bunyi bingit.

Lampu menyala jika didekatkan dengan bebola plasma

Jika lampu yang berisi gas seperti lampu pendaflour dan lampu bayonet (lihat gambar) didekatkan (BUKAN MENYENTUH) dengan bebola plasma, lampu tersebut didapati menyala. Ini berlaku akibat daripada fenomena penjodohan pemuat seperti yang diterangkan sebelum ini. Dalam kes ini, dinding kaca bebola plasma, udara, dan balang kaca lampu tersebut bertindak sebagai dielektrik, sementara gas plasma dalam bebola plasma dan gas dalam lampu masing-masing bertindak sebagai plat pemuat. Sementara ‘wayar’ yang menghubungkan kedua-duanya ialah bumi.


Lampu bayonet


Lampu bayonet bernyala apabila didekatkan dengan bebola plasma

Fenomena ini berlaku dalam suatu julat jarak tertentu sahaja. Apabila lampu digerakkan sedikit demi sedikit menjauhi bebola plasma, tahap terang lampu berkurangan. Ini ada kaitan dengan pertambahan jarak dielektrik dan pengurangan muatan pemuat seperti yang telah dijelaskan di atas. Apabila jarak semakin bertambah, kesan penjodohan pemuat akan hilang dan lampu tidak lagi bernyala.

Disebabkan jenis plat juga mempengaruhi muatan sebuah kapasitor, maka jenis dan kandungan gas dalam lampu dan bebola plasma juga mempengaruhi kesan penjodohan pemuat yang boleh dilakukannya. Ada pasangan bebola plasma dan lampu yang mampu menghasilkan kesan ini dengan jarak di antara keduanya sehingga berpuluh-puluh meter, dan ada yang hanya mampu menghasilkannya dalam jarak maksimum sekitar 10 cm sahaja.

Penumpuan plasma terhadap sentuhan bahan pengalir.



Untuk kefahaman pembaca, sekali lagi analogi pemuat digunakan.
Untuk kes ini, bebola plasma masih dianggap sebagai pemuat yang beranatomi sama seperti bahagian terdahulu, cuma ia dipecahkan dari sebuah pemuat kepada sekumpulan pemuat selari yang sama muatannya.



Bayangkan alur-alur plasma dalam bebola plasma merupakan wayar-wayar selari yang disambungkan kepada sekumpulan pemuat yang disusun secara selari. Udara dan bebola kaca adalah penebat dalam pemuat, manakala bumi pula ialah plat pemuat yang satu lagi, dan wayar yang menyambungkannya.

Apabila anda menyentuh bebola plasma dengan jari atau apa-apa sahaja bahan pengalir arus, anda mengubah ‘muatan pemuat’ HANYA PADA BAHAGIAN SENTUHAN ITU SAHAJA, atau dengan kata lain, hanya mengubah muatan ‘pemuat’ di titik sentuhan itu sahaja. Menurut analogi pemuat seperti dalam rajah di atas, ia seumpama anda mengubah muatan salah satu daripada pemuat-pemuat yang tersusun secara selari itu. Kita pilih pemuat di tengah contohnya.

Apabila muatan pemuat di tengah diubah, kuantiti arus yang melaluinya akan berubah. Oleh kerana muatan pemuat-pemuat lain masih kekal sama tidak diubah, maka kuantiti arus yang melaluinya adalah sama.

Oleh yang demikian, kuantiti plasma atau kelebaran jalur plasma* yang melalui kawasan sentuhan berbeza berbanding kawasan-kawasan lain yang tidak disentuh bahan pengalir. Ini kerana hanya kawasan itu sahaja yang diubah ‘muatannya’.

*Jaluran dan pergerakan plasma dalam bebola sama seperti jaluran dan pergerakan elektron dalam litar biasa. Plasma hanyalah ‘elektron boleh nampak’ sahaja yang medium pergerakannya gas, sedang elektron dalam litar biasa bermediumkan wayar.

Sekian

“Wang ringgit tidak memberi apa-apa makna kepada aku. Kesemua wang yang aku ada telah aku habiskan demi penyelidikan ini.” Nikola Tesla (pencipta bebola plasma dan digelar ‘Bapa Kilat’ (English-the father of lightning)) yang mati papa kedana pada tahun 1943.