કેપેસિટર શું છે, તેનો ઉપયોગ ક્યાં થાય છે અને શા માટે તેની જરૂર છે

ઇલેક્ટ્રિક કેપેસિટર એ કોઈપણ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણના ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટના ઘટકોમાંનું એક છે, જેનું મુખ્ય કાર્ય ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાનું છે અને પછી તેને સર્કિટમાં પાછું પાછું આપવું છે. ઉદ્યોગ વિવિધ પ્રકારના કેપેસિટર ઓફર કરે છે, જે પ્રકારો, ક્ષમતાઓ, કદ, એપ્લિકેશન્સમાં ભિન્ન છે.

ઓપરેશનના સિદ્ધાંત અને કેપેસિટરની લાક્ષણિકતાઓ

કેપેસિટરના ઉપકરણમાં બે મેટલ પ્લેટ્સ-પ્લેટ હોય છે જે ડાઇલેક્ટ્રિકના પાતળા સ્તર દ્વારા અલગ પડે છે. પ્લેટોના કદ અને ગોઠવણીનો ગુણોત્તર અને ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીની લાક્ષણિકતા કેપેસીટન્સ ઇન્ડેક્સ નક્કી કરે છે.

કોઈપણ પ્રકારના કેપેસિટરના ડિઝાઇન વિકાસનો હેતુ ઉપકરણના પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર જગ્યા બચાવવા માટે લઘુત્તમ પરિમાણોના આધારે મહત્તમ કેપેસીટન્સ મેળવવાનો છે. દેખાવમાં સૌથી લોકપ્રિય સ્વરૂપોમાંનું એક બેરલના સ્વરૂપમાં છે, જેની અંદર મેટલ પ્લેટો તેમની વચ્ચે ડાઇલેક્ટ્રિક સાથે ટ્વિસ્ટેડ છે.1745 માં લીડેન (નેધરલેન્ડ) શહેરમાં શોધાયેલ પ્રથમ કેપેસિટરને "લીડેન જાર" કહેવામાં આવતું હતું.

ઘટકના સંચાલનનો સિદ્ધાંત ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કરવાની ક્ષમતા છે. એકબીજાથી નાના અંતરે પ્લેટોની હાજરીને કારણે ચાર્જિંગ શક્ય છે. નજીકના ચાર્જ, ડાઇલેક્ટ્રિક દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે, એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે અને પ્લેટો પર લંબાય છે, અને કેપેસિટર પોતે ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે. પાવર સ્ત્રોતને ડિસ્કનેક્ટ કર્યા પછી, ઘટક સર્કિટ, ડિસ્ચાર્જમાં ઊર્જાના વળતર માટે તૈયાર છે.

પરિમાણો અને ગુણધર્મો જે કાર્યની કામગીરી, ગુણવત્તા અને ટકાઉપણું નક્કી કરે છે:

• વિદ્યુત ક્ષમતા;
• ચોક્કસ ક્ષમતા;
• માન્ય વિચલન;
• વિદ્યુત શક્તિ;
• પોતાની ઇન્ડક્ટન્સ;
• ડાઇલેક્ટ્રિક શોષણ;
• નુકસાન;
• સ્થિરતા;
• વિશ્વસનીયતા

ચાર્જ સંગ્રહિત કરવાની ક્ષમતા કેપેસિટરની ક્ષમતા નક્કી કરે છે. ક્ષમતાની ગણતરી કરતી વખતે, તમારે જાણવાની જરૂર છે:

• કવર વિસ્તાર;
• પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર;
• ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક.

ક્ષમતા વધારવા માટે, પ્લેટોનો વિસ્તાર વધારવો, તેમની વચ્ચેનું અંતર ઘટાડવું અને ડાઇલેક્ટ્રિકનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે જેની સામગ્રીમાં ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક હોય.

ફેરાડ (F) નો ઉપયોગ કેપેસીટન્સ દર્શાવવા માટે થાય છે - માપનનું એક એકમ જેને અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી માઈકલ ફેરાડેના માનમાં તેનું નામ મળ્યું. જો કે, 1 ફરાડ ખૂબ મોટો છે. ઉદાહરણ તરીકે, આપણા ગ્રહની ક્ષમતા 1 ફરાડ કરતાં ઓછી છે. રેડિયો ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, નાના મૂલ્યોનો ઉપયોગ થાય છે: માઇક્રોફારાડ (µF, ફેરાડનો મિલિયનમો ભાગ) અને પીકોફારાડ (pF, માઇક્રોફારાડનો મિલિયનમો ભાગ).

વિશિષ્ટ કેપેસિટેન્સની ગણતરી કેપેસિટેન્સના ગુણોત્તરથી ડાઇલેક્ટ્રિકના સમૂહ (વોલ્યુમ) થી કરવામાં આવે છે.આ સૂચક ભૌમિતિક પરિમાણોથી પ્રભાવિત થાય છે, અને ડાઇલેક્ટ્રિકના જથ્થાને ઘટાડીને ચોક્કસ કેપેસિટેન્સમાં વધારો પ્રાપ્ત થાય છે, પરંતુ આ ભંગાણનું જોખમ વધારે છે.

વાસ્તવિકમાંથી ક્ષમતાના પાસપોર્ટ મૂલ્યનું અનુમતિપાત્ર વિચલન ચોકસાઈ વર્ગ નક્કી કરે છે. GOST મુજબ, 5 ચોકસાઈ વર્ગો છે જે ભવિષ્યના ઉપયોગને નિર્ધારિત કરે છે. ઉચ્ચ-જવાબદારી સર્કિટમાં ઉચ્ચતમ ચોકસાઈ વર્ગના ઘટકોનો ઉપયોગ થાય છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત ચાર્જ રાખવાની અને કાર્યકારી ગુણધર્મો જાળવવાની ક્ષમતા નક્કી કરે છે. પ્લેટો પર બાકી રહેલ ચાર્જ એકબીજા તરફ વળે છે, ડાઇલેક્ટ્રિક પર કાર્ય કરે છે. વિદ્યુત શક્તિ એ કેપેસિટરની મહત્વપૂર્ણ મિલકત છે, જે તેના ઉપયોગની અવધિ નક્કી કરે છે. અયોગ્ય કામગીરીના કિસ્સામાં, ડાઇલેક્ટ્રિકનું ભંગાણ થશે અને ઘટક નિષ્ફળ જશે.

ઇન્ડક્ટર્સ સાથે એસી સર્કિટ્સમાં સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. ડીસી સર્કિટ માટે, તે ધ્યાનમાં લેવામાં આવતું નથી.

ડાઇલેક્ટ્રિક શોષણ - ઝડપી સ્રાવ દરમિયાન પ્લેટો પર વોલ્ટેજનો દેખાવ. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોની સલામત કામગીરી માટે શોષણની ઘટનાને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, કારણ કે શોર્ટ સર્કિટની ઘટનામાં, જીવન માટે જોખમ છે.

ડાઇલેક્ટ્રિકના ઓછા વર્તમાન ટ્રાન્સમિશનને કારણે નુકસાન થાય છે. વિવિધ તાપમાનની પરિસ્થિતિઓ અને વિવિધ ભેજમાં ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઘટકોનું સંચાલન કરતી વખતે, નુકસાનના ગુણવત્તા પરિબળનો પ્રભાવ હોય છે. તે ઓપરેટિંગ આવર્તન દ્વારા પણ પ્રભાવિત થાય છે. ઓછી આવર્તન પર, ડાઇલેક્ટ્રિકમાં નુકસાન અસર કરે છે, ઉચ્ચ આવર્તન પર - મેટલમાં.

સ્થિરતા એ કેપેસિટર પરિમાણ છે જે આસપાસના તાપમાનથી પણ પ્રભાવિત થાય છે.તેની અસરોને ઉલટાવી શકાય તેવા, તાપમાનના ગુણાંક દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, અને ઉલટાવી શકાય તેવું, તાપમાન અસ્થિરતાના ગુણાંક દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

કેપેસિટરની વિશ્વસનીયતા મુખ્યત્વે ઓપરેટિંગ શરતો પર આધારિત છે. ભંગાણનું વિશ્લેષણ સૂચવે છે કે 80% કિસ્સાઓમાં બ્રેકડાઉન નિષ્ફળતાનું કારણ છે.

હેતુ, પ્રકાર અને એપ્લિકેશનના ક્ષેત્રના આધારે, કેપેસિટરના કદ પણ અલગ પડે છે. સૌથી નાનો અને સૌથી નાનો, થોડા મિલીમીટરથી લઈને કેટલાક સેન્ટિમીટર સુધીના કદનો, ઈલેક્ટ્રોનિક્સમાં વપરાય છે, જ્યારે સૌથી મોટાનો ઉપયોગ ઉદ્યોગમાં થાય છે.

હેતુ

ઊર્જા સંગ્રહિત અને મુક્ત કરવાની મિલકતે આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં કેપેસિટરનો વ્યાપક ઉપયોગ નક્કી કર્યો છે. રેઝિસ્ટર અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરની સાથે, તેઓ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગનો આધાર છે. ત્યાં એક પણ આધુનિક ઉપકરણ નથી કે જ્યાં તેઓ અમુક ક્ષમતામાં ઉપયોગમાં લેવાતા ન હોય.

ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કરવાની તેમની ક્ષમતા, સમાન ગુણધર્મો ધરાવતા ઇન્ડક્ટન્સ સાથે, રેડિયો અને ટેલિવિઝન તકનીકમાં સક્રિયપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. કેપેસિટર અને ઇન્ડક્ટન્સનું ઓસીલેટરી સર્કિટ એ સંકેતોને પ્રસારિત કરવા અને પ્રાપ્ત કરવા માટેનો આધાર છે. કેપેસિટરની કેપેસીટન્સ બદલવાથી તમે ઓસીલેટરી સર્કિટની આવર્તનને બદલી શકો છો. ઉદાહરણ તરીકે, રેડિયો સ્ટેશન તેમની પોતાની ફ્રીક્વન્સીઝ પર ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે અને રેડિયો તે ફ્રીક્વન્સીઝ સાથે કનેક્ટ થઈ શકે છે.

એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય એસી રિપલ્સને સ્મૂથિંગ છે. AC પાવર દ્વારા સંચાલિત કોઈપણ ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણને સારી ગુણવત્તાની ડીસી બનાવવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ કેપેસિટરને ફિલ્ટર કરવાની જરૂર છે.

ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગની પદ્ધતિ ફોટોગ્રાફિક સાધનોમાં સક્રિયપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.બધા આધુનિક કેમેરા શૂટિંગ માટે ફ્લેશનો ઉપયોગ કરે છે, જે ઝડપી ડિસ્ચાર્જ પ્રોપર્ટીને કારણે સમજાય છે. આ ક્ષેત્રમાં, એવી બેટરીઓનો ઉપયોગ કરવો બિનલાભકારી છે જે ઊર્જાને સારી રીતે સંગ્રહિત કરી શકે છે, પરંતુ ધીમે ધીમે તેને મુક્ત કરી શકે છે. અને કેપેસિટર્સ, તેનાથી વિપરીત, બધી સંગ્રહિત ઊર્જાને તરત જ મુક્ત કરે છે, જે તેજસ્વી ફ્લેશ માટે પૂરતી છે.

કેપેસિટર્સ દ્વારા ઉચ્ચ-પાવર પલ્સ પેદા કરવાની ક્ષમતાનો ઉપયોગ રડાર અને લેસરોની રચનામાં થાય છે.

કેપેસિટર્સ ટેલિગ્રાફી અને ટેલિફોની તેમજ ટેલિમિકેનિક્સ અને ઓટોમેશનમાં સ્પાર્ક-ઓલવિંગ સંપર્કોની ભૂમિકા ભજવે છે, જ્યાં અત્યંત લોડ થયેલ રિલેનું સ્વિચિંગ જરૂરી છે.

વળતર ટાંકીના ઉપયોગ દ્વારા લાંબી પાવર લાઇનોનું વોલ્ટેજ નિયમન હાથ ધરવામાં આવે છે.

આધુનિક કેપેસિટર્સ, તેમની ક્ષમતાઓને લીધે, ફક્ત રેડિયો ઇલેક્ટ્રોનિક્સના ક્ષેત્રમાં જ ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેઓ મેટલવર્કિંગ, ખાણકામ, કોલસા ઉદ્યોગમાં વપરાય છે.

મુખ્ય જાતો

ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની વિવિધ એપ્લિકેશનો અને ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓને કારણે, ઘટકોની વિશાળ વિવિધતા છે જે પ્રકારો અને લાક્ષણિકતાઓમાં ભિન્ન છે. મુખ્ય વિભાગ વર્ગ દ્વારા અને ઉપયોગમાં લેવાતા ડાઇલેક્ટ્રિકના પ્રકાર દ્વારા છે.

કેપેસિટરના પ્રકાર, વર્ગ દ્વારા વિભાજિત:

• સતત ક્ષમતા સાથે;
• ચલ ક્ષમતા સાથે;
• ટ્યુનિંગ

દરેક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણમાં સતત કેપેસીટન્સ ઘટકોનો ઉપયોગ થાય છે.

સર્કિટના કેપેસીટન્સ અને પરિમાણોને બદલવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે, ઓસીલેટરી સર્કિટ્સમાં આવર્તન, ચલ કેપેસીટન્સવાળા કેપેસીટર્સનો ઉપયોગ થાય છે.તેમના ઉપકરણમાં, તેમની પાસે મેટલ જંગમ પ્લેટોના ઘણા વિભાગો છે, જે તેમના કાર્યની ટકાઉપણું સુનિશ્ચિત કરે છે.

ટ્રીમર કેપેસિટર્સનો ઉપયોગ સાધનોના વન-ટાઇમ એડજસ્ટમેન્ટ માટે થાય છે. તે વિવિધ કેપેસીટન્સ રેટિંગ્સમાં ઉપલબ્ધ છે (થોડા પિકોફારાડ્સથી લઈને કેટલાક સો પિકોફારાડ્સ સુધી) અને 60 વોલ્ટ સુધીના વોલ્ટેજ માટે રેટ કરવામાં આવે છે. તેમના ઉપયોગ વિના, સાધનોને ફાઇન-ટ્યુન કરવું અશક્ય છે.

કેપેસિટરના પ્રકાર, ડાઇલેક્ટ્રિકના પ્રકાર દ્વારા વિભાજિત:

• સિરામિક ડાઇલેક્ટ્રિક સાથે;
• ફિલ્મ ડાઇલેક્ટ્રિક સાથે;
• ઇલેક્ટ્રોલિટીક;
• ionistors.

સિરામિક રાશિઓ સિરામિક સામગ્રીની નાની પ્લેટના રૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, જેના પર મેટલ લીડ્સ છાંટવામાં આવે છે. આવા કેપેસિટર્સ વિવિધ ગુણધર્મો ધરાવે છે અને તેનો ઉપયોગ હાઇ-વોલ્ટેજ અને લો-વોલ્ટેજ બંને સર્કિટ માટે થાય છે.

લો-વોલ્ટેજ સર્કિટ માટે, ઇપોક્સી રેઝિન અથવા પ્લાસ્ટિકના કેસોમાં દસેક પિકોફારાડ્સથી માઇક્રોફારાડ્સના એકમો સુધીની ક્ષમતાવાળા મલ્ટિલેયર નાના કદના ઘટકોનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે. તેઓ રેડિયો-ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોના ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે અને ગંભીર આબોહવાની સ્થિતિમાં કામ કરી શકે છે.

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સર્કિટ માટે, મોટા સિરામિક કેપેસિટર દસ પિકોફારાડ્સથી હજારો પિકોફારાડ્સ સુધીની ક્ષમતા સાથે બનાવવામાં આવે છે. તેઓ ઇમ્પલ્સ સર્કિટ અને વોલ્ટેજ કન્વર્ઝન સાધનોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ફિલ્મ ડાઇલેક્ટ્રિક વિવિધ પ્રકારના હોય છે. તેમાંના સૌથી સામાન્ય લાવસન છે, જે ઉચ્ચ શક્તિ ધરાવે છે. પોલીપ્રોપીલીન ડાઇલેક્ટ્રિક ઓછું સામાન્ય છે, જેનું નુકસાન ઓછું છે અને તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સર્કિટમાં થાય છે, જેમ કે સાઉન્ડ એમ્પ્લીફિકેશન સર્કિટ અને મધ્યમ આવર્તન સર્કિટ.

એક અલગ પ્રકારના ફિલ્મ કેપેસિટર્સ શરૂ થઈ રહ્યા છે, જેનો ઉપયોગ એન્જિન શરૂ કરતી વખતે થાય છે અને તેમની ઊંચી કેપેસિટેન્સ અને ખાસ ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીને લીધે, ઇલેક્ટ્રિક મોટર પરનો ભાર ઓછો કરે છે. તેઓ ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ અને વિદ્યુત પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ ક્લાસિક ડિઝાઇનમાં બનાવવામાં આવે છે. શરીર એલ્યુમિનિયમથી બનેલું છે, અંદર રોલ્ડ મેટલ પ્લેટ્સ છે. મેટલ ઓક્સાઇડ રાસાયણિક રીતે એક પ્લેટ પર જમા થાય છે, અને બીજી પ્લેટ પર પ્રવાહી અથવા નક્કર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ જમા થાય છે, જે ડાઇલેક્ટ્રિક બનાવે છે. આવા ઉપકરણ માટે આભાર, ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ પાસે મોટી ક્ષમતા છે, પરંતુ સમય જતાં તેમના ઉપયોગની વિશિષ્ટતા એ તેનું પરિવર્તન છે.

સિરામિક અને ફિલ્મ કેપેસિટર્સથી વિપરીત, ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ પોલેરિટી ધરાવે છે. તેઓ, બદલામાં, બિન-ધ્રુવીયમાં વિભાજિત થાય છે, આ ખામીથી વંચિત, રેડિયલ, લઘુચિત્ર, અક્ષીય. તેમની એપ્લિકેશનનો અવકાશ પરંપરાગત કમ્પ્યુટર અને આધુનિક માઇક્રોકોમ્પ્યુટર તકનીક છે.

એક ખાસ પ્રકાર જે પ્રમાણમાં તાજેતરમાં દેખાયો છે તે ionistors છે. તેમની ડિઝાઇનમાં, તેઓ ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ જેવા જ છે, પરંતુ તેઓ મોટી ક્ષમતા (ફરાદના એકમો સુધી) દ્વારા અલગ પડે છે. જો કે, તેમનો ઉપયોગ થોડા વોલ્ટના નાના મહત્તમ વોલ્ટેજ સુધી મર્યાદિત છે. સુપરકેપેસિટર્સનો ઉપયોગ મેમરીને સંગ્રહિત કરવા માટે થાય છે: જો મોબાઇલ ફોન અથવા લઘુચિત્ર કમ્પ્યુટરની બેટરી સમાપ્ત થઈ જાય, તો સંગ્રહિત માહિતી અવિશ્વસનીય રીતે ખોવાઈ જશે નહીં.

આઉટપુટ સંસ્કરણમાં ઘટકો ઉપરાંત, જે લાંબા સમય પહેલા દેખાયા હતા અને જે પરંપરાગત રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા હતા, આધુનિક ઘટકો એસએમડી સંસ્કરણમાં બનાવવામાં આવે છે, અથવા, તેને સપાટી પર માઉન્ટ કરવા માટે પણ કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિરામિક નાના (1 mm બાય 0.5 mm) થી લઈને સૌથી મોટા (5.7 mm બાય 5 mm) અને દસ વોલ્ટથી સેંકડો સુધીના અનુરૂપ વોલ્ટેજ સાથે વિવિધ કદના કેસોમાં ઉત્પાદન કરી શકાય છે.

ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ સપાટી માઉન્ટ પેકેજોમાં પણ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. આ પ્રમાણભૂત એલ્યુમિનિયમ ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ હોઈ શકે છે, અથવા તે ટેન્ટેલમ કેપેસિટર્સ હોઈ શકે છે, જે થોડા સિરામિક જેવા દેખાય છે, પરંતુ ઉચ્ચ કેપેસિટેન્સ અને ઓછા નુકસાનમાં તેમનાથી અલગ છે. તેઓ પિન કરેલ અને નોન-પિન કરેલ SMD બંને હોઈ શકે છે.

ટેન્ટેલમ કેપેસિટર્સનું લક્ષણ એ લાંબુ આયુષ્ય અને થોડી ઓછી કેપેસીટન્સ મર્યાદા સાથે ન્યૂનતમ નુકસાન છે, પરંતુ તે જ સમયે તેઓ ઊંચી કિંમત દ્વારા અલગ પડે છે. તેઓ ઉચ્ચ જવાબદારીવાળા સર્કિટમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં ઉચ્ચ ક્ષમતા જરૂરી છે.

સમાન લેખો: