الیکٹرک کیپیسیٹینس الیکٹرو سٹیٹکس کے بنیادی تصورات میں سے ایک ہے۔ اس اصطلاح سے مراد برقی چارج جمع کرنے کی صلاحیت ہے۔ آپ الگ کنڈکٹر کی صلاحیت کے بارے میں بات کر سکتے ہیں، آپ دو یا دو سے زیادہ کنڈکٹرز کے نظام کی صلاحیت کے بارے میں بات کر سکتے ہیں۔ جسمانی عمل ایک جیسے ہیں۔
مواد
برقی صلاحیت سے متعلق بنیادی تصورات
اگر کنڈکٹر کو چارج q موصول ہوا ہے، تو اس پر ایک ممکنہ φ پیدا ہوتا ہے۔ یہ پوٹینشل جیومیٹری اور ماحول پر منحصر ہے - مختلف موصلوں اور حالات کے لیے، ایک ہی چارج مختلف پوٹینشل کا سبب بنے گا۔ لیکن φ ہمیشہ q کے متناسب ہوتا ہے:
φ=Cq
گتانک C کو برقی اہلیت کہا جاتا ہے۔اگر ہم کئی کنڈکٹرز (عام طور پر دو) کے نظام کے بارے میں بات کر رہے ہیں، تو جب ایک کنڈکٹر (پلیٹ) کو چارج دیا جاتا ہے، تو ممکنہ فرق یا وولٹیج U پیدا ہوتا ہے:
U=Cq، لہذا С=U/q
اہلیت کو چارج کے ممکنہ فرق کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاسکتا ہے جس کی وجہ سے یہ ہوا ہے۔ اہلیت کے لئے SI یونٹ فاراد ہے (وہ فراد کہتے تھے)۔ 1 F \u003d 1 V / 1 C دوسرے الفاظ میں، ایک سسٹم میں 1 فاراد کی گنجائش ہوتی ہے، جس میں، جب 1 کولمب کا چارج لگایا جاتا ہے، تو 1 وولٹ کا ممکنہ فرق پیدا ہوتا ہے۔ 1 فراد ایک بہت بڑی قدر ہے۔ عملی طور پر، جزوی اقدار کو اکثر استعمال کیا جاتا ہے - picofarad، nanofarad، microfarad.
عملی طور پر، اس طرح کے کنکشن سے ایسی بیٹری حاصل کرنا ممکن ہو جاتا ہے جو ایک سیل کے مقابلے میں ڈائی الیکٹرک کے زیادہ بریک ڈاؤن وولٹیج کو برداشت کر سکے۔
کیپسیٹرز کی گنجائش کا حساب
عملی طور پر، عام الیکٹرک کیپیسیٹینس والے عناصر کے طور پر، اکثر استعمال ہوتے ہیں۔ capacitors، دو فلیٹ کنڈکٹرز (پلیٹوں) پر مشتمل ہے، جو ایک ڈائی الیکٹرک سے الگ ہوتے ہیں۔ اس طرح کے کپیسیٹر کی برقی اہلیت کا حساب لگانے کا فارمولا اس طرح لگتا ہے:
C=(S/d)*ε*ε0
کہاں:
- C - صلاحیت، F؛
- S چہرے کا رقبہ ہے، sq.m؛
- d پلیٹوں کے درمیان فاصلہ ہے، m؛
- ε0 - برقی مستقل، مستقل، 8.854 * 10−12 f/m؛
- ε ڈائی الیکٹرک کی برقی اجازت ہے، ایک طول و عرض کے بغیر مقدار۔
اس سے یہ سمجھنا آسان ہے کہ اہلیت پلیٹوں کے رقبے کے براہ راست متناسب ہے اور کنڈکٹرز کے درمیان فاصلے کے الٹا متناسب ہے۔ نیز، صلاحیت اس مواد سے متاثر ہوتی ہے جو پلیٹوں کو الگ کرتا ہے۔
یہ سمجھنے کے لیے کہ کیپیسیٹینس کا تعین کرنے والی مقداریں کیپسیٹر کی چارج کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کو کس طرح متاثر کرتی ہیں، آپ سب سے بڑی ممکنہ گنجائش والا کپیسیٹر بنانے کے لیے ایک سوچا تجربہ کر سکتے ہیں۔
- آپ پلیٹوں کے رقبے کو بڑھانے کی کوشش کر سکتے ہیں۔ یہ آلہ کے طول و عرض اور وزن میں تیزی سے اضافے کا باعث بنے گا۔ ان کو الگ کرنے والے ڈائی الیکٹرک کے ساتھ استر کے سائز کو کم کرنے کے لیے، انہیں لپیٹ دیا جاتا ہے (ایک ٹیوب میں، فلیٹ بریکٹ وغیرہ)۔
- دوسرا طریقہ پلیٹوں کے درمیان فاصلے کو کم کرنا ہے۔ کنڈکٹرز کو بہت قریب رکھنا ہمیشہ ممکن نہیں ہوتا، کیونکہ ڈائی الیکٹرک پرت کو پلیٹوں کے درمیان ایک خاص ممکنہ فرق کو برداشت کرنا چاہیے۔ موٹائی جتنی چھوٹی ہوگی، انسولیٹنگ گیپ کی ڈائی الیکٹرک طاقت اتنی ہی کم ہوگی۔ اگر آپ یہ راستہ اختیار کرتے ہیں تو ایک وقت آئے گا جب اس طرح کے کپیسیٹر کا عملی استعمال بے معنی ہو جائے گا - یہ صرف انتہائی کم وولٹیج پر کام کر سکتا ہے۔
- ڈائی الیکٹرک کی برقی پارگمیتا میں اضافہ۔ یہ راستہ اس وقت موجود پروڈکشن ٹیکنالوجیز کی ترقی پر منحصر ہے۔ موصلیت کا مواد نہ صرف ایک اعلی پارگمیتا قدر رکھتا ہے، بلکہ اچھی ڈائی الیکٹرک خصوصیات بھی ہونا چاہیے، اور اس کے پیرامیٹرز کو مطلوبہ فریکوئنسی رینج میں برقرار رکھنا چاہیے (تعدد میں اضافے کے ساتھ جس پر کیپسیٹر کام کرتا ہے، ڈائی الیکٹرک کی خصوصیات میں کمی آتی ہے)۔
کچھ خصوصی یا تحقیقی تنصیبات کروی یا بیلناکار کیپسیٹرز استعمال کر سکتی ہیں۔
ایک کروی کپیسیٹر کی گنجائش کا حساب فارمولے سے لگایا جا سکتا ہے۔
C=4*π*ε*ε0 *R1R2/(R2-R1)
جہاں R کرہوں کا radii ہیں، اور π=3.14۔
ایک بیلناکار کپیسیٹر کے لیے، اہلیت کا حساب اس طرح کیا جاتا ہے:
C=2*π*ε*ε0 *l/ln(R2/R1)
l سلنڈر کی اونچائی ہے، اور R1 اور R2 ان کا ریڈی ہے۔
بنیادی طور پر، دونوں فارمولے فلیٹ کیپسیٹر کے فارمولے سے مختلف نہیں ہیں۔ اہلیت کا تعین ہمیشہ پلیٹوں کے لکیری طول و عرض، ان کے درمیان فاصلے اور ڈائی الیکٹرک کی خصوصیات سے ہوتا ہے۔
کیپسیٹرز کا سلسلہ اور متوازی کنکشن
Capacitors منسلک کیا جا سکتا ہے سلسلہ میں یا متوازی میں، نئی خصوصیات کے ساتھ ایک سیٹ حاصل کرنا۔
متوازی کنکشن
اگر آپ capacitors کو متوازی طور پر جوڑتے ہیں، تو نتیجے میں آنے والی بیٹری کی کل صلاحیت اس کے اجزاء کی تمام صلاحیتوں کے مجموعے کے برابر ہے۔ اگر بیٹری ایک ہی ڈیزائن کے capacitors پر مشتمل ہے، تو اسے پلیٹوں کے رقبے کے اضافے کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔ اس صورت میں، بیٹری کے ہر سیل پر وولٹیج ایک جیسا ہو گا، اور چارجز بڑھ جائیں گے۔ متوازی طور پر منسلک تین کیپسیٹرز کے لیے:
- U=U1= یو2= یو3;
- q=q1+q2+q3;
- C=C1+C2+C3.
سیریل کنکشن
سیریز میں منسلک ہونے پر، ہر اہلیت کے چارجز ایک جیسے ہوں گے:
q1=q2=q3=q
کل وولٹیج کو متناسب طور پر تقسیم کیا جاتا ہے۔ capacitors کے capacitances:
- یو1=q/C1;
- یو2=q/C2;
- یو3= q/C3.
اگر تمام کیپسیٹرز ایک جیسے ہیں، تو ہر ایک پر مساوی وولٹیج گرتا ہے۔ کل صلاحیت اس طرح پائی جاتی ہے:
С=q/( U1+ یو2+ یو3)، لہذا 1/С=( U1+ یو2+ یو3)/q=1/C1+1/S2+1/S3.
ٹیکنالوجی میں capacitors کا استعمال
کیپسیٹرز کو برقی توانائی ذخیرہ کرنے والے آلات کے طور پر استعمال کرنا منطقی ہے۔ اس صلاحیت میں، وہ چھوٹی ذخیرہ شدہ توانائی کی وجہ سے الیکٹرو کیمیکل ذرائع (گیلوینک بیٹریاں، کیپسیٹرز) کا مقابلہ نہیں کر سکتے اور ڈائی الیکٹرک کے ذریعے چارج کے رساو کی وجہ سے تیزی سے خود خارج ہو جاتے ہیں۔لیکن ان کی توانائی کو ایک طویل مدت تک جمع کرنے کی صلاحیت، اور پھر اسے فوری طور پر دور کرنے کا وسیع پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ خاصیت فوٹو گرافی کے لیے فلیش لیمپ یا لیزرز کے جوش کے لیے لیمپ میں استعمال ہوتی ہے۔
Capacitors بڑے پیمانے پر ریڈیو انجینئرنگ اور الیکٹرانکس میں استعمال ہوتے ہیں۔ Capacitances resonant سرکٹس کے حصے کے طور پر سرکٹس کے فریکوئنسی سیٹنگ عناصر میں سے ایک کے طور پر استعمال ہوتے ہیں (دوسرا عنصر inductance ہے)۔ یہ کیپسیٹرز کی قابلیت کا بھی استعمال کرتا ہے کہ متغیر جزو میں تاخیر کیے بغیر براہ راست کرنٹ نہ گزرے۔ اس طرح کی ایپلی کیشن ایمپلیفائنگ سٹیجز کو الگ کرنے کے لیے عام ہے تاکہ ایک سٹیج کے ڈی سی موڈز کے اثر کو دوسرے سٹیج پر خارج کیا جا سکے۔ بڑے کیپسیٹرز کو بجلی کی فراہمی میں ہموار فلٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ Capacitors کے دیگر ایپلی کیشنز کی ایک بڑی تعداد بھی موجود ہے جہاں ان کی خصوصیات کارآمد ہیں۔
کچھ عملی کپیسیٹر ڈیزائن
عملی طور پر، فلیٹ کیپسیٹرز کے مختلف ڈیزائن استعمال کیے جاتے ہیں۔ ڈیوائس کا ڈیزائن اس کی خصوصیات اور دائرہ کار کا تعین کرتا ہے۔
متغیر کیپسیٹر
ایک عام قسم کا متغیر کیپسیٹر (VPC) حرکت پذیر اور فکسڈ پلیٹوں کے بلاک پر مشتمل ہوتا ہے جو ہوا یا ٹھوس انسولیٹر سے الگ ہوتے ہیں۔ حرکت پذیر پلیٹیں محور کے گرد گھومتی ہیں، اوورلیپ ایریا میں اضافہ یا کمی کرتی ہیں۔ جب حرکت پذیر بلاک کو ہٹا دیا جاتا ہے تو، انٹرالیکٹروڈ گیپ میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی، لیکن پلیٹوں کے درمیان اوسط فاصلہ بھی بڑھ جاتا ہے۔ انسولیٹر کا ڈائی الیکٹرک مستقل بھی کوئی تبدیلی نہیں کرتا ہے۔ پلیٹوں کے رقبے اور ان کے درمیان اوسط فاصلے کو تبدیل کرکے صلاحیت کو منظم کیا جاتا ہے۔
آکسائڈ کیپسیٹر
پہلے، اس طرح کے ایک capacitor electrolytic کہا جاتا تھا. یہ ورق کی دو سٹرپس پر مشتمل ہوتا ہے جو الیکٹرولائٹ سے رنگے ہوئے کاغذ کے ڈائی الیکٹرک سے الگ ہوتے ہیں۔ پہلی پٹی ایک پلیٹ کے طور پر کام کرتی ہے، دوسری پلیٹ الیکٹرولائٹ کے طور پر کام کرتی ہے۔ ڈائی الیکٹرک دھاتی پٹیوں میں سے ایک پر آکسائڈ کی ایک پتلی پرت ہے، اور دوسری پٹی موجودہ کلیکٹر کے طور پر کام کرتی ہے۔
اس حقیقت کی وجہ سے کہ آکسائڈ کی تہہ بہت پتلی ہے، اور الیکٹرولائٹ اس کے قریب سے جڑی ہوئی ہے، یہ اعتدال پسند سائز کے ساتھ کافی بڑی صلاحیتوں کو حاصل کرنا ممکن ہوا۔ اس کی قیمت کم آپریٹنگ وولٹیج تھی - آکسائڈ کی پرت میں بجلی کی زیادہ طاقت نہیں ہے۔ آپریٹنگ وولٹیج میں اضافے کے ساتھ، کیپسیٹر کے طول و عرض میں نمایاں اضافہ کرنا ضروری ہے۔
ایک اور مسئلہ یہ ہے کہ آکسائیڈ میں یکطرفہ چالکتا ہے، اس لیے ایسے کنٹینرز صرف پولرٹی والے ڈی سی سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں۔
Ionistor
جیسا کہ اوپر دکھایا گیا ہے، بڑھانے کے روایتی طریقوں Capacitors قدرتی حدود ہیں. لہذا، اصل پیش رفت ionistors کی تخلیق تھی.
اگرچہ اس ڈیوائس کو ایک کپیسیٹر اور بیٹری کے درمیان درمیانی ربط سمجھا جاتا ہے، لیکن جوہر میں یہ اب بھی ایک کپیسیٹر ہے۔
دوہری برقی تہہ کے استعمال کی بدولت پلیٹوں کے درمیان فاصلہ کافی حد تک کم ہو گیا ہے۔ پلیٹیں مخالف چارجز کے ساتھ آئنوں کی تہیں ہیں۔ جھاگ والے غیر محفوظ مواد کی وجہ سے پلیٹوں کے رقبے کو تیزی سے بڑھانا ممکن ہوا۔ نتیجے کے طور پر، سینکڑوں فاراد تک کی صلاحیت کے ساتھ سپر کیپیسیٹرز حاصل کرنا ممکن ہے۔اس طرح کے آلات کی پیدائشی بیماری کم آپریٹنگ وولٹیج ہے (عام طور پر 10 وولٹ کے اندر)۔
ٹیکنالوجی کی ترقی ابھی تک کھڑی نہیں ہے - بہت سے علاقوں کے لیمپ دو قطبی ٹرانجسٹروں کے ذریعہ بے گھر ہوجاتے ہیں، ان کی جگہ یونی پولر ٹرائیوڈس لے لیتے ہیں۔ سرکٹس ڈیزائن کرتے وقت، وہ جہاں بھی ممکن ہو انڈکٹنس سے چھٹکارا حاصل کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔ اور کیپسیٹرز نے دوسری صدی تک اپنی پوزیشنیں نہیں کھوئی ہیں، لیڈن جار کی ایجاد کے بعد سے ان کا ڈیزائن بنیادی طور پر تبدیل نہیں ہوا ہے، اور ان کے کیریئر کے ختم ہونے کے کوئی امکانات نہیں ہیں۔
ملتے جلتے مضامین:
