ইলেকট্রনিক ডিভাইস ডিজাইন করার জন্য উপাদান বেস আরও জটিল হয়ে উঠছে। ডিভাইসগুলি নির্দিষ্ট কার্যকারিতা এবং সফ্টওয়্যার নিয়ন্ত্রণ সহ সমন্বিত সার্কিটে একত্রিত হয়। তবে বিকাশের কেন্দ্রে রয়েছে মৌলিক ডিভাইসগুলি: ক্যাপাসিটর, প্রতিরোধক, ডায়োড এবং ট্রানজিস্টর।
বিষয়বস্তু
ক্যাপাসিটর কি
একটি যন্ত্র যা বৈদ্যুতিক চার্জ আকারে বিদ্যুৎ সঞ্চয় করে তাকে ক্যাপাসিটর বলে।
পদার্থবিদ্যায় বিদ্যুৎ বা বৈদ্যুতিক চার্জের পরিমাণ কুলম্ব (Cl) এ পরিমাপ করা হয়। বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিট্যান্স ফ্যারাডে (এফ) গণনা করা হয়।
1 ফ্যারাডের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা সহ একটি নির্জন পরিবাহী হল একটি ধাতব বল যার ব্যাসার্ধ 13 সৌর ব্যাসার্ধের সমান। অতএব, একটি ক্যাপাসিটরের মধ্যে কমপক্ষে 2টি কন্ডাক্টর রয়েছে যা একটি অস্তরক দ্বারা পৃথক করা হয়। সাধারণ ডিজাইনে, ডিভাইসটি কাগজ।
একটি ডিসি সার্কিটের ক্যাপাসিটরটি যখন পাওয়ার সাপ্লাই চালু এবং বন্ধ থাকে তখন কাজ করে। শুধুমাত্র ট্রানজিয়েন্টের সময় কয়েলের সম্ভাব্যতা পরিবর্তিত হয়।
একটি এসি সার্কিটের ক্যাপাসিটরটি পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজের কম্পাঙ্কের সমান ফ্রিকোয়েন্সি দিয়ে রিচার্জ করা হয়। ক্রমাগত চার্জ এবং ডিসচার্জের ফলে, উপাদানের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি মানে ডিভাইসের দ্রুত রিচার্জ।
একটি ক্যাপাসিটর সহ একটি সার্কিটের প্রতিরোধ কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে। শূন্য ডিসি ফ্রিকোয়েন্সিতে, প্রতিরোধের মান অসীমতার দিকে ঝোঁক। এসি ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়।
যেখানে ক্যাপাসিটার ব্যবহার করা হয়
ইলেকট্রনিক, রেডিও এবং বৈদ্যুতিক ডিভাইসের অপারেশন ক্যাপাসিটার ছাড়া অসম্ভব।
বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে, তারা অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোটর শুরু করার সময় পর্যায় স্থানান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। ফেজ শিফটিং ছাড়া, একটি বিকল্প একক-ফেজ নেটওয়ার্কে একটি তিন-ফেজ ইন্ডাকশন মোটর কাজ করবে না।
বেশ কয়েকটি ফ্যারাডের ক্যাপাসিট্যান্স সহ ক্যাপাসিটরগুলি হল আয়নিক ক্যাপাসিটর যা বৈদ্যুতিক গাড়িতে মোটর শক্তির উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
কেন একটি ক্যাপাসিটর প্রয়োজন তা বোঝার জন্য, আপনাকে জানতে হবে যে 10-12% পরিমাপ ডিভাইসগুলি বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন করার নীতিতে কাজ করে যখন বাহ্যিক পরিবেশের পরামিতিগুলি পরিবর্তন হয়। বিশেষ ডিভাইসের ক্যাপাসিট্যান্স প্রতিক্রিয়া ব্যবহার করা হয়:
- শেলগুলির মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি বা হ্রাসের মাধ্যমে দুর্বল আন্দোলনের রেকর্ডিং;
- অস্তরক প্রতিরোধের পরিবর্তন রেকর্ড করে আর্দ্রতা নির্ধারণ;
- তরলের স্তর পরিমাপ করা, যা উপাদানটির ধারণক্ষমতা পরিবর্তন করে যখন এটি পূর্ণ হয়।
ক্যাপাসিটার ছাড়া স্বয়ংক্রিয় এবং রিলে সুরক্ষা ডিজাইন করা কল্পনা করা কঠিন। কিছু সুরক্ষা যুক্তি ডিভাইসের রিচার্জের বহুগুণকে বিবেচনা করে।
মোবাইল যোগাযোগ ডিভাইস, রেডিও এবং টেলিভিশন সরঞ্জামের সার্কিটে ক্যাপাসিটিভ উপাদান ব্যবহার করা হয়। ক্যাপাসিটার ব্যবহার করা হয়:
- উচ্চ এবং নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্ধক;
- শক্তি সরবরাহ;
- ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার;
- শব্দ পরিবর্ধক;
- প্রসেসর এবং অন্যান্য মাইক্রোসার্কিট।
ইলেকট্রনিক ডিভাইসের ওয়্যারিং ডায়াগ্রাম দেখে ক্যাপাসিটর কীসের জন্য এই প্রশ্নের উত্তর খুঁজে পাওয়া সহজ।
একটি ক্যাপাসিটর কিভাবে কাজ করে
একটি DC সার্কিটে, এক প্লেটে ধনাত্মক চার্জ এবং অন্যটিতে ঋণাত্মক চার্জ সংগ্রহ করা হয়। পারস্পরিক আকর্ষণের মাধ্যমে, কণাগুলিকে ডিভাইসে একসাথে রাখা হয় এবং তাদের মধ্যে অস্তরক তাদের সংযোগ হতে বাধা দেয়। ডাইইলেকট্রিক যত পাতলা হবে, চার্জ তত শক্তিশালী হবে।
ক্যাপাসিটর ক্যাপাসিট্যান্স পূরণ করার জন্য প্রয়োজনীয় পরিমাণ বিদ্যুৎ নেয় এবং কারেন্ট বন্ধ হয়ে যায়।
সার্কিটে একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ সহ, শক্তি বন্ধ না হওয়া পর্যন্ত উপাদানটি চার্জ ধরে রাখে। এটি তখন সার্কিটের লোডের মাধ্যমে নির্গত হয়।
একটি ক্যাপাসিটরের মাধ্যমে বিকল্প কারেন্ট ভিন্নভাবে চলে। দোলনের প্রথম ¼ সময়কাল হল ডিভাইসের চার্জের মুহূর্ত। চার্জিং কারেন্টের প্রশস্ততা দ্রুতগতিতে হ্রাস পায় এবং ত্রৈমাসিকের শেষে এটি শূন্যে নেমে আসে। এই সময়ে EMF প্রশস্ততায় পৌঁছে।
পিরিয়ডের দ্বিতীয় ¼ EMF হ্রাস পায় এবং কোষটি স্রাব হতে শুরু করে। শুরুতে ইএমএফের হ্রাস ছোট এবং তাই স্রাব বর্তমান। এটি একই সূচকীয় নির্ভরতা অনুযায়ী বৃদ্ধি পায়। সময়ের শেষে EMF শূন্যের সমান, বর্তমান প্রশস্ততা মানের সমান।
দোলন সময়ের তৃতীয় ¼ এ EMF দিক পরিবর্তন করে, শূন্যের মধ্য দিয়ে যায় এবং বৃদ্ধি পায়। টার্মিনালগুলিতে চার্জের চিহ্নটি বিপরীত হয়। স্রোত মাত্রায় হ্রাস পায় এবং তার দিক বজায় রাখে। এই মুহুর্তে, বৈদ্যুতিক প্রবাহ ফেজে ভোল্টেজের চেয়ে 90° এগিয়ে।
ইন্ডাকট্যান্স কয়েলে বিপরীতটি ঘটে: ভোল্টেজ কারেন্টের চেয়ে এগিয়ে। এই সম্পত্তিটি RC বা RL সার্কিট ব্যবহার করার পছন্দের ক্ষেত্রে অগ্রগণ্য।
চক্রের শেষে দোলনের শেষ ¼ এ EMF শূন্যে পড়ে এবং কারেন্ট প্রশস্ততা মানতে পৌঁছে।
"ক্যাপাসিট্যান্স" প্রতি পিরিয়ড 2 বার ডিসচার্জ এবং চার্জ করে এবং বিকল্প কারেন্ট পরিচালনা করে।
এটি প্রক্রিয়াগুলির একটি তাত্ত্বিক বিবরণ। একটি সার্কিটের একটি উপাদান কীভাবে ডিভাইসে সরাসরি কাজ করে তা বোঝার জন্য, সার্কিটের প্রবর্তক এবং ক্যাপাসিটিভ প্রতিরোধের, অন্যান্য অংশগ্রহণকারীদের পরামিতিগুলি গণনা করুন এবং বাহ্যিক পরিবেশের প্রভাবকে বিবেচনা করুন।
মৌলিক বৈশিষ্ট্য এবং বৈশিষ্ট্য
ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি ও মেরামতের জন্য ব্যবহৃত ক্যাপাসিটরের পরামিতিগুলির মধ্যে রয়েছে:
- ক্যাপাসিট্যান্স - C. এটি ডিভাইসের ধারণকৃত চার্জের পরিমাণ নির্ধারণ করে। রেট করা ক্ষমতার মান ক্ষেত্রে নির্দেশিত হয়। প্রয়োজনীয় মান তৈরি করতে ঘরগুলি সমান্তরাল বা সিরিজে একটি সার্কিটে সংযুক্ত থাকে। কর্মক্ষম মান গণনা করা মানগুলির মতো নয়৷
- অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি fp. যদি বর্তমান কম্পাঙ্ক অনুরণন কম্পাঙ্কের চেয়ে বেশি হয়, তাহলে উপাদানটির প্রবর্তক বৈশিষ্ট্যগুলি স্পষ্ট হয়ে ওঠে। এটি অপারেশন কঠিন করে তোলে। সার্কিটে রেট করা শক্তি প্রদানের জন্য, অনুরণিত মানের চেয়ে কম ফ্রিকোয়েন্সিতে ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা বুদ্ধিমানের কাজ।
- রেট করা ভোল্টেজ হল Un. উপাদান ভাঙ্গন প্রতিরোধ করার জন্য, অপারেটিং ভোল্টেজ রেট করা ভোল্টেজের চেয়ে কম সেট করা হয়। এটি ক্যাপাসিটরের ক্ষেত্রে নির্দেশিত হয়।
- পোলারিটি। ভুলভাবে সংযুক্ত হলে, একটি ভাঙ্গন এবং ব্যর্থতা ঘটবে।
- বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা প্রতিরোধ - Rd. ডিভাইসের লিকেজ কারেন্ট নির্ধারণ করে। ডিভাইসগুলিতে অংশগুলি একে অপরের কাছাকাছি অবস্থিত। যদি লিকেজ কারেন্ট বেশি হয়, তাহলে সার্কিটে পরজীবী সংযোগ সম্ভব। এই malfunctions বাড়ে. লিকেজ কারেন্ট উপাদানটির ক্যাপাসিটিভ বৈশিষ্ট্যকে হ্রাস করে।
- তাপমাত্রা সহগ - TKE। মান নির্ধারণ করে কিভাবে একটি ডিভাইসের ক্যাপাসিট্যান্স পরিবর্তন হয় যখন মাঝারি তাপমাত্রা ওঠানামা করে। কঠোর পরিবেশে ব্যবহারের জন্য ডিভাইস ডিজাইন করার সময় প্যারামিটার ব্যবহার করা হয়।
- পরজীবী পিজো প্রভাব। কিছু ধরণের ক্যাপাসিটরগুলি বিকৃত হয়ে গেলে ডিভাইসগুলিতে শব্দ তৈরি করে।
ক্যাপাসিটরের ধরন এবং প্রকারভেদ
ক্যাপাসিটিভ উপাদানগুলি ডিজাইনে ব্যবহৃত ডাইইলেক্ট্রিকের ধরন অনুসারে শ্রেণিবদ্ধ করা হয়।
কাগজ এবং ধাতব ক্যাপাসিটার
উপাদানগুলি ডিসি বা দুর্বলভাবে স্পন্দিত ভোল্টেজ সহ সার্কিটে ব্যবহৃত হয়। ডিজাইনের সরলতা 10-25% কম কর্মক্ষমতা স্থিতিশীলতা এবং ক্ষতি বৃদ্ধি করে।
কাগজের ক্যাপাসিটারগুলিতে, অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল কভারগুলি কাগজ দ্বারা পৃথক করা হয়। সমাবেশগুলি পেঁচানো হয় এবং একটি নলাকার বা আয়তক্ষেত্রাকার সমান্তরাল পাইপেডিক ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয়।
ডিভাইসগুলি -60 ... +125°C তাপমাত্রায় কাজ করে, লো-ভোল্টেজ ডিভাইসের রেটেড ভোল্টেজ 1600V পর্যন্ত, উচ্চ-ভোল্টেজেরগুলি - 1600V এর উপরে এবং দশ μF পর্যন্ত ক্ষমতা সহ।
ধাতব-কাগজের ডিভাইসগুলিতে, ফয়েলের পরিবর্তে, ধাতুর একটি পাতলা স্তর অস্তরক কাগজে প্রয়োগ করা হয়। এটি ছোট উপাদান তৈরি করতে সাহায্য করে। তুচ্ছ ভাঙ্গন ঘটলে, ডাইলেকট্রিক স্ব-মেরামত করতে পারে। ধাতু-কাগজের কোষগুলি নিরোধক প্রতিরোধের ক্ষেত্রে কাগজের কোষগুলির থেকে নিকৃষ্ট।
ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার
পণ্যের নকশা কাগজ ক্যাপাসিটর অনুরূপ. কিন্তু ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষ তৈরিতে, কাগজ ধাতব অক্সাইড দিয়ে গর্ভবতী হয়।
কাগজবিহীন ইলেক্ট্রোলাইট পণ্যগুলিতে, অক্সাইড একটি ধাতব ইলেক্ট্রোডে প্রয়োগ করা হয়। মেটাল অক্সাইডের একমুখী পরিবাহিতা থাকে, যা ডিভাইসটিকে মেরু করে তোলে।
ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষের কিছু মডেলে, কভারগুলি খাঁজ দিয়ে তৈরি করা হয় যা ইলেক্ট্রোডের পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করে। প্লেটগুলির মধ্যে ফাঁকগুলি ইলেক্ট্রোলাইট ঢালা দ্বারা নির্মূল করা হয়। এটি পণ্যের ক্যাপাসিটিভ বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে।
ইলেক্ট্রোলাইটিক ডিভাইসের বড় ক্যাপ্যাসিট্যান্স - শত শত μF, ভোল্টেজের লহরগুলিকে মসৃণ করতে ফিল্টারগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক।
এই ধরনের ডিভাইসে, অ্যানোডিক আস্তরণটি অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল দিয়ে তৈরি। পৃষ্ঠ একটি ধাতু অক্সাইড অস্তরক সঙ্গে প্রলিপ্ত হয়. ক্যাথোড প্যাড একটি কঠিন বা তরল ইলেক্ট্রোলাইট, যা বেছে নেওয়া হয় যাতে ফয়েলের অক্সাইড স্তরটি অপারেশন চলাকালীন পুনরুত্থিত হয়।ডাইইলেক্ট্রিকের স্ব-মেরামত উপাদানটির অপারেটিং সময়কে প্রসারিত করে।
এই ডিজাইনের ক্যাপাসিটারগুলির পোলারিটি পর্যবেক্ষণ করা প্রয়োজন। পোলারিটি রিভার্স করলে কেস ছিঁড়ে যাবে।
ভিতরে কাউন্টার-সিকুয়েন্সিয়াল পোলার অ্যাসেম্বলি সহ ডিভাইসগুলি 2টি দিকে ব্যবহার করা হয়। অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষের ক্ষমতা কয়েক হাজার μF পৌঁছেছে।
ট্যানটালাম ইলেক্ট্রোলাইটিক
এই ধরনের ডিভাইসের অ্যানোড ইলেক্ট্রোড একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো দিয়ে তৈরি, যা 2000°C পর্যন্ত ট্যানটালাম পাউডার গরম করে পাওয়া যায়। উপাদান একটি স্পঞ্জ চেহারা আছে. ছিদ্র পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করে।
ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল অক্সিডেশনের মাধ্যমে, অ্যানোডে 100 ন্যানোমিটার পুরু ট্যানটালাম পেন্টক্সাইডের একটি স্তর জমা হয়। কঠিন অস্তরক ম্যাঙ্গানিজ ডাই অক্সাইড দিয়ে তৈরি। সমাপ্ত নির্মাণ একটি যৌগ, একটি বিশেষ রজন মধ্যে চাপা হয়।
ট্যানটালাম পণ্যগুলি 100 kHz-এর উপরে বর্তমান ফ্রিকোয়েন্সিতে ব্যবহৃত হয়। 75 V পর্যন্ত অপারেটিং ভোল্টেজ সহ শত শত μF পর্যন্ত ক্যাপাসিট্যান্স তৈরি করা হয়।
পলিমার
ক্যাপাসিটারগুলি একটি কঠিন পলিমার ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে, যা বেশ কয়েকটি সুবিধা প্রদান করে:
- পরিষেবা জীবন 50 হাজার ঘন্টা পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়;
- গরম করা হলে পরামিতিগুলি বজায় রাখা হয়;
- বর্তমান লহরের বিস্তৃত পরিসর;
- পিন এবং টার্মিনালের প্রতিরোধ ক্ষমতা বন্ধ করে না।
ফিল্ম
এই মডেলগুলিতে অস্তরক হল টেফলন, পলিয়েস্টার, ফ্লুরোপ্লাস্টিক বা পলিপ্রোপিলিন ফিল্ম।
কভার ফিল্ম উপর ফয়েল বা ধাতু sputtering হয়. নকশা বর্ধিত পৃষ্ঠ এলাকা সঙ্গে multilayer সমাবেশ তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়.
ফিল্ম ক্যাপাসিটরগুলির ক্ষুদ্র আকারে শত শত μF এর ক্ষমতা রয়েছে। স্তর এবং যোগাযোগের সীসা স্থাপনের উপর নির্ভর করে, পণ্যগুলির অক্ষীয় বা রেডিয়াল আকার তৈরি করা হয়।
কিছু মডেলের 2 কেভি বা তার বেশি রেট দেওয়া ভোল্টেজ রয়েছে।
মেরু এবং অ-মেরু মধ্যে পার্থক্য কি?
নন-পোলার কারেন্টের দিক বিবেচনা না করেই ক্যাপাসিটারকে সার্কিটে অন্তর্ভুক্ত করার অনুমতি দেয়।উপাদানগুলি বিকল্প শক্তি সরবরাহের ফিল্টার, উচ্চ কম্পাঙ্কের পরিবর্ধকগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
পোলার পণ্য চিহ্নিতকরণ অনুযায়ী সংযুক্ত করা হয়. বিপরীত দিকে সংযুক্ত থাকলে, ডিভাইসটি ব্যর্থ হবে বা সঠিকভাবে কাজ করবে না।
উচ্চ এবং নিম্ন ক্ষমতার পোলার এবং নন-পোলার ক্যাপাসিটরগুলি অস্তরক নকশায় আলাদা। ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলিতে, যদি অক্সাইডটি 1 ইলেক্ট্রোড বা কাগজ, ফিল্মের 1 পাশে প্রয়োগ করা হয় তবে উপাদানটি পোলার হবে।
নন-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলির মডেল যাতে ডাইইলেক্ট্রিকের উভয় পৃষ্ঠে ধাতব অক্সাইড প্রতিসাম্যভাবে প্রয়োগ করা হয় বিকল্প কারেন্ট সহ সার্কিটে অন্তর্ভুক্ত করা হয়।
পোলার ক্যাপাসিটারগুলি কেসে ইতিবাচক বা নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড হিসাবে চিহ্নিত করা হয়।
ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স কিসের উপর নির্ভর করে
একটি সার্কিটে ক্যাপাসিটরের প্রধান কাজ এবং ভূমিকা হল চার্জ জমা করা এবং একটি অতিরিক্ত ভূমিকা হল ফুটো প্রতিরোধ করা।
একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স সরাসরি মাধ্যমের অস্তরক ধ্রুবক এবং প্লেটের ক্ষেত্রফলের সমানুপাতিক এবং ইলেক্ট্রোডের মধ্যে দূরত্বের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। দুটি দ্বন্দ্ব দেখা দেয়:
- ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ানোর জন্য, ইলেক্ট্রোডগুলি যতটা সম্ভব পুরু, প্রশস্ত এবং দীর্ঘ হওয়া দরকার। একই সময়ে, ডিভাইসের আকার বাড়ানো যাবে না।
- চার্জ ধরে রাখার জন্য এবং আকর্ষণের প্রয়োজনীয় বল প্রদান করার জন্য, প্লেটগুলির মধ্যে দূরত্ব ন্যূনতম। একই সময়ে, ভাঙ্গন বর্তমান হ্রাস করা যাবে না।
দ্বন্দ্ব সমাধান করতে, বিকাশকারীরা ব্যবহার করে:
- অস্তরক-ইলেক্ট্রোড জোড়ার বহু-স্তর কাঠামো;
- ছিদ্রযুক্ত অ্যানোড কাঠামো;
- অক্সাইড এবং ইলেক্ট্রোলাইট দ্বারা কাগজ প্রতিস্থাপন;
- উপাদানগুলির সমান্তরাল অন্তর্ভুক্তি;
- বর্ধিত অস্তরক পারমিটিভিটি সহ পদার্থ দিয়ে মুক্ত স্থান পূরণ করা।
ক্যাপাসিটরের আকার হ্রাস পাচ্ছে এবং প্রতিটি নতুন আবিষ্কারের সাথে বৈশিষ্ট্যগুলি আরও ভাল হচ্ছে।
সম্পরকিত প্রবন্ধ:
