કેપેસિટર શું છે, તેનો ઉપયોગ ક્યાં કરવો અને તેની શું જરૂર છે

ઇલેક્ટ્રિક કેપેસિટર એ કોઈપણ ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણના વિદ્યુત સર્કિટના ઘટકોમાંનું એક છે, જેનું મુખ્ય કાર્ય ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાનું છે અને પછી તેને સર્કિટમાં પાછું છોડવાનું છે. ઉદ્યોગ વિવિધ પ્રકારના કેપેસિટર ઓફર કરે છે, જે પ્રકાર, ક્ષમતા, કદ અને એપ્લિકેશનમાં ભિન્ન છે.

કેપેસિટર સિદ્ધાંત અને લાક્ષણિકતાઓ

કેપેસિટરમાં પાતળા ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તર દ્વારા અલગ કરાયેલા બે ધાતુના શેલો હોય છે. કવરના કદ અને ગોઠવણીનો ગુણોત્તર અને ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીની લાક્ષણિકતા કેપેસીટન્સ મૂલ્ય નક્કી કરે છે.

કોઈપણ પ્રકારના કેપેસિટરની ડિઝાઇનનો હેતુ ઉપકરણના પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર જગ્યા બચાવવા માટે લઘુત્તમ કદના સંબંધમાં મહત્તમ કેપેસીટન્સ મેળવવાનો છે. દેખાવની દ્રષ્ટિએ સૌથી વધુ લોકપ્રિય આકારોમાંનું એક પીપળાના સ્વરૂપમાં છે, જેમાં મેટલ કવર તેમની વચ્ચે ડાઇલેક્ટ્રિક સાથે ટ્વિસ્ટેડ છે. 1745 માં નેધરલેન્ડના લીડેનમાં શોધાયેલ પ્રથમ કેપેસિટરને "લીડેન કેન" કહેવામાં આવતું હતું.

ઘટકનો સિદ્ધાંત ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કરવાની ક્ષમતા છે. ઇલેક્ટ્રોડને એકબીજાથી થોડા અંતરે રાખીને ચાર્જિંગ શક્ય બને છે. ડાઇલેક્ટ્રિક દ્વારા અલગ કરાયેલા નજીકના અંતરે ચાર્જ એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે અને ટર્મિનલ્સ પર ફસાઈ જાય છે, અને કેપેસિટર પોતે ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે.જ્યારે પાવર સપ્લાય બંધ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઘટક સર્કિટમાં ઊર્જા છોડવા માટે, ડિસ્ચાર્જ કરવા માટે તૈયાર છે.

પરિમાણો અને ગુણધર્મો જે કામગીરી, ગુણવત્તા અને કામગીરીની આયુષ્ય નક્કી કરે છે:

• વિદ્યુત ક્ષમતા;
• ચોક્કસ ક્ષમતા;
• સહનશીલતા
• વિદ્યુત શક્તિ;
• આંતરિક ઇન્ડક્ટન્સ;
• ડાઇલેક્ટ્રિક શોષણ;
• નુકસાન;
• સ્થિરતા;
• વિશ્વસનીયતા

ચાર્જ સંગ્રહિત કરવાની ક્ષમતા કેપેસિટરની વિદ્યુત ક્ષમતા નક્કી કરે છે. કેપેસિટેન્સની ગણતરીમાં તમારે જાણવાની જરૂર છે:

• વિન્ડિંગ્સનો વિસ્તાર;
• પાસાઓ વચ્ચેનું અંતર;
• ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીની ડાઇલેક્ટ્રિક પરવાનગી.

કેપેસીટન્સ વધારવા માટે, તમારે કવરનો વિસ્તાર વધારવો, તેમની વચ્ચેનું અંતર ઘટાડવું અને ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ સાથે ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવો.

કેપેસીટન્સ માટે વપરાતું માપનું એકમ ફેરાડ (F) છે, જેનું નામ અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી માઈકલ ફેરાડેના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે. જો કે, 1 ફરાદ ખૂબ મોટી કિંમત છે. ઉદાહરણ તરીકે, આપણા ગ્રહની ક્ષમતા 1 ફેરાડ કરતા ઓછી છે. રેડિયો ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, નાના મૂલ્યોનો ઉપયોગ થાય છે: માઇક્રોફારાડ (µF, ફેરાડનો એક-મિલિયનમો ભાગ) અને પીકોફારાડ્સ (pF, માઇક્રોફારાડનો એક-મિલિયનમો ભાગ).

વિશિષ્ટ કેપેસીટન્સની ગણતરી કેપેસીટન્સના ગુણોત્તર અને ડાઇલેક્ટ્રિક માસ (વોલ્યુમ) થી કરવામાં આવે છે. આ આંકડો ભૌમિતિક પરિમાણોથી પ્રભાવિત થાય છે, અને ચોક્કસ કેપેસિટીન્સમાં વધારો ડાઇલેક્ટ્રિક વોલ્યુમ ઘટાડીને પ્રાપ્ત થાય છે, પરંતુ તે ભંગાણનું જોખમ વધારે છે.

નેમપ્લેટ કેપેસીટન્સ મૂલ્યનું વાસ્તવિક કેપેસીટન્સ મૂલ્યમાંથી સ્વીકાર્ય વિચલન ચોકસાઈ વર્ગને નિર્ધારિત કરે છે. GOST મુજબ, 5 ચોકસાઈ વર્ગો છે જે ભવિષ્યના ઉપયોગને નિર્ધારિત કરે છે. ઉચ્ચ જવાબદારીવાળા સર્કિટમાં ઉચ્ચતમ ચોકસાઈ વર્ગના ઘટકોનો ઉપયોગ થાય છે.

વિદ્યુત શક્તિ ચાર્જ પકડી રાખવાની અને પ્રદર્શન ગુણધર્મો જાળવી રાખવાની ક્ષમતા નક્કી કરે છે. કોઇલ પર જાળવવામાં આવેલ ચાર્જ એકબીજા તરફ વળે છે, જે ડાઇલેક્ટ્રિકને અસર કરે છે.વિદ્યુત શક્તિ એ કેપેસિટરની મહત્વપૂર્ણ મિલકત છે જે નક્કી કરે છે કે તે કેટલો સમય ચાલશે. અયોગ્ય કામગીરીના પરિણામે ડાઇલેક્ટ્રિક ભંગાણ અને ઘટકોની નિષ્ફળતા થશે.

ઇન્ડક્ટન્સ કોઇલ સાથે એસી સર્કિટમાં આંતરિક ઇન્ડક્ટન્સને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. તે ડીસી સર્કિટ માટે ધ્યાનમાં લેવામાં આવતું નથી.

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

ડાઇલેક્ટ્રિકની ઓછી વર્તમાન વહન ક્ષમતાને કારણે નુકસાન થાય છે. જ્યારે ઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકો વિવિધ તાપમાન અને ભેજની સ્થિતિમાં સંચાલિત થાય છે, ત્યારે નુકસાનની ગુણવત્તા પરિબળ અસર કરે છે. તે ઓપરેટિંગ આવર્તન દ્વારા પણ પ્રભાવિત થાય છે. ઓછી આવર્તન પર, ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાનને અસર થાય છે, ઉચ્ચ આવર્તન પર, ધાતુના નુકસાનને અસર થાય છે.

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

કેપેસિટરની વિશ્વસનીયતા મુખ્યત્વે ઓપરેટિંગ શરતો પર આધારિત છે. નિષ્ફળતા વિશ્લેષણ સૂચવે છે કે 80% કેસોમાં નિષ્ફળતાનું કારણ ભંગાણ છે.

હેતુ, પ્રકાર અને એપ્લિકેશનના આધારે, કેપેસિટર્સનું કદ પણ અલગ અલગ હોય છે. સૌથી નાનું અને સૌથી નાનું, કદમાં થોડા મિલીમીટરથી લઈને થોડા સેન્ટિમીટર સુધી, ઈલેક્ટ્રોનિક્સમાં વપરાય છે અને 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 એન્જિનિયરિંગની કરોડરજ્જુ છે. એવું એક પણ આધુનિક ઉપકરણ નથી કે જ્યાં તેનો ઉપયોગ અમુક ક્ષમતામાં થતો ન હોય.

ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કરવાની તેમની ક્ષમતા, ઇન્ડક્ટન્સ સાથે, જે સમાન ગુણધર્મો ધરાવે છે, રેડિયો અને ટેલિવિઝન તકનીકમાં સક્રિયપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. કેપેસિટર અને ઇન્ડક્ટન્સનું ઓસીલેટીંગ સર્કિટ એ સંકેતોના પ્રસારણ અને સ્વાગત માટેનો આધાર છે. કેપેસિટરની કેપેસીટન્સ બદલવાથી ઓસીલેટીંગ સર્કિટની આવર્તન બદલવાનું શક્ય બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, રેડિયો સ્ટેશન તેમની ફ્રીક્વન્સીઝ પર ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે અને રેડિયો તે ફ્રીક્વન્સીઝ સાથે કનેક્ટ થઈ શકે છે.

એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય એસી ધબકારાનું સરળીકરણ છે. કોઈપણ AC-સંચાલિત ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણને સારી ગુણવત્તાયુક્ત DC કરંટ ઉત્પન્ન કરવા માટે ફિલ્ટરિંગ ઇલેક્ટ્રિકલ કેપેસિટરની જરૂર હોય છે.

ફોટોગ્રાફિક સાધનોમાં ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ મિકેનિઝમ સક્રિયપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તમામ આધુનિક કેમેરા ચિત્રો લેવા માટે ફ્લેશનો ઉપયોગ કરે છે, જે ઝડપી સ્રાવની મિલકત દ્વારા સમજાય છે. આ ક્ષેત્રમાં, એવી બેટરીનો ઉપયોગ કરવો બિનલાભકારી છે જે ઊર્જાનો સારી રીતે સંગ્રહ કરી શકે છે પરંતુ તેને ધીમે ધીમે આપી શકે છે. બીજી બાજુ, કેપેસિટર, બધી સંગ્રહિત ઊર્જા તરત જ છોડી દે છે, જે તેજસ્વી ફ્લેશ માટે પૂરતી છે.

ઉચ્ચ શક્તિના કઠોળ પેદા કરવા માટે કેપેસિટર્સની ક્ષમતાનો ઉપયોગ રેડિયોલોકેશન અને લેસરોની રચનામાં થાય છે.

કેપેસિટર્સ ટેલિગ્રાફી અને ટેલિફોની, તેમજ ટેલિમિકેનિક્સ અને ઓટોમેશનમાં સ્પાર્ક-ક્વેન્ચિંગ કોન્ટેક્ટ્સની ભૂમિકા ભજવે છે, જ્યાં ઉચ્ચ-લોડ રિલેને સ્વિચ કરવાની જરૂર છે.

લાંબી ટ્રાન્સમિશન લાઇનોનું વોલ્ટેજ નિયમન વળતર કેપેસિટરના ઉપયોગ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે.

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

મુખ્ય જાતો

ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની એપ્લિકેશન અને ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓની વિવિધતાને કારણે, ઘટકોની વિશાળ વિવિધતા છે, જે પ્રકારો અને લાક્ષણિકતાઓમાં ભિન્ન છે. મુખ્ય વિભાગ વર્ગો અને વપરાયેલ ડાઇલેક્ટ્રિકના પ્રકાર દ્વારા જાય છે.

વર્ગ દ્વારા વિભાજિત કેપેસિટરના પ્રકાર:

• સતત કેપેસીટન્સ સાથે;
• ચલ કેપેસીટન્સ સાથે;
• ટ્રીમર

દરેક રેડિયોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણમાં સતત કેપેસીટન્સ ઘટકોનો ઉપયોગ થાય છે.

વેરિયેબલ કેપેસિટર્સનો ઉપયોગ કેપેસીટન્સ અને સર્કિટ પરિમાણોને બદલવા માટે થાય છે, જેમ કે ઓસીલેટીંગ સર્કિટ્સમાં આવર્તન. તેમના બાંધકામમાં તેઓ મેટલ મૂવિંગ પ્લેટ્સના ઘણા વિભાગો ધરાવે છે, જે તેમની આયુષ્યને સુનિશ્ચિત કરે છે.

ટ્યુનિંગ કેપેસિટર્સનો ઉપયોગ સાધનોના એક જ ગોઠવણ માટે થાય છે. તે વિવિધ કેપેસીટન્સ રેટિંગ્સમાં ઉપલબ્ધ છે (થોડા પિકોફારાડ્સથી લઈને કેટલાક સો પિકોફારાડ્સ સુધી) અને 60 વોલ્ટ સુધીના વોલ્ટેજ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. તેમના ઉપયોગ વિના, સાધનોનું સુંદર ટ્યુનિંગ અશક્ય છે.

ડાઇલેક્ટ્રિક પ્રકાર દ્વારા વિભાજિત કેપેસિટરના પ્રકાર:

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

સિરામિક કેપેસિટર્સ સિરામિક સામગ્રીની નાની પ્લેટના સ્વરૂપમાં 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 અથવા પ્લાસ્ટિક હાઉસિંગમાં દસેક પિકોફારાડ્સથી માઇક્રોફારાડ્સના એકમો સુધીના મલ્ટિલેયર નાના ઘટકોનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. તેઓ રેડિયોઈલેક્ટ્રોનિક સાધનોના ઉચ્ચ-આવર્તન સર્કિટમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે અને કઠોર આબોહવાની સ્થિતિમાં કામ કરી શકે છે.

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સર્કિટ માટે, મોટા કદના સિરામિક કેપેસિટર્સ અને દસેક પિકોફારાડ્સથી હજારો પિકોફારાડ્સ સુધીના કેપેસિટન્સનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે. તેઓ પલ્સ સર્કિટ અને વોલ્ટેજ કન્વર્ઝન સાધનોમાં વપરાય છે.

ફિલ્મ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ વિવિધ પ્રકારોમાં આવે છે. સૌથી સામાન્ય લવસન છે, જે ખૂબ ટકાઉ છે. પોલીપ્રોપીલીન ડાઇલેક્ટ્રિક ઓછું સામાન્ય છે, જેનું નુકસાન ઓછું છે અને તેનો ઉપયોગ ઓડિયો એમ્પ્લીફિકેશન અને મિડરેન્જ સર્કિટ જેવા ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સર્કિટમાં થાય છે.

એક અલગ પ્રકારના ફિલ્મ કેપેસિટર્સ એ સ્ટાર્ટિંગ કેપેસિટર્સ છે, જેનો ઉપયોગ મોટર્સ 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. હાઉસિંગ એલ્યુમિનિયમથી બનેલું છે અને અંદર કોઇલવાળા મેટલ કવર છે. એક કવર રાસાયણિક રીતે મેટલ ઓક્સાઇડ સાથે કોટેડ છે અને અન્ય પ્રવાહી અથવા ઘન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સાથે કોટેડ છે જેથી ડાઇલેક્ટ્રિક બને. આ બાંધકામને લીધે, ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સમાં ઉચ્ચ ક્ષમતા હોય 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 ગેરલાભથી વંચિત, રેડિયલ, લઘુચિત્ર, અક્ષીય. તેમના એપ્લિકેશનનું ક્ષેત્ર પરંપરાગત કમ્પ્યુટર અને આધુનિક માઇક્રોકોમ્પ્યુટર તકનીક છે.

એક ખાસ પ્રકાર, જે પ્રમાણમાં તાજેતરમાં દેખાયો, તે ionistors છે. તેમનું માળખું ઇલેક્ટ્રોલિટીક કેપેસિટર્સ જેવું જ છે, પરંતુ તેમની પાસે ઊંચી ક્ષમતા છે (ઘણા ફેરાડ્સ સુધી). જો કે, તેમનો ઉપયોગ થોડા વોલ્ટના નાના મહત્તમ વોલ્ટેજ દ્વારા મર્યાદિત છે. આયોનિસ્ટરનો ઉપયોગ મેમરી સ્ટોરેજ માટે થાય છે: જો સેલ ફોન અથવા લઘુચિત્ર કમ્પ્યુટરની બેટરી સમાપ્ત થઈ જાય, તો સંગ્રહિત માહિતી અવિશ્વસનીય રીતે ખોવાઈ જશે નહીં.

પિન-પ્રકારના ઘટકો ઉપરાંત, જે લાંબા સમય પહેલા દેખાયા હતા અને પરંપરાગત રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા હતા, ત્યાં SMD ડિઝાઇનમાં આધુનિક ઘટકો છે અથવા, જેમ કે તેને સપાટી પર માઉન્ટ કરવાનું પણ કહેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સિરામિક કેપેસિટર્સ નાના (1 mm બાય 0.5 mm) થી લઈને સૌથી મોટા (5.7 mm બાય 5 mm) અને દસ વોલ્ટથી સેંકડો વોલ્ટ સુધીના અનુરૂપ વોલ્ટેજ સાથે વિવિધ કદમાં ઉપલબ્ધ હોઈ શકે 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 સિરામિક કેપેસિટર્સ જેવા દેખાય છે, પરંતુ તેમની ઊંચી કેપેસિટેન્સ અને ઓછી ખોટને કારણે તેનાથી અલગ પડે છે. તેઓ લીડ-ફ્રી અને લીડ-ફ્રી એસએમડી બંને ડિઝાઇનમાં ઉપલબ્ધ છે.

ટેન્ટેલમ કેપેસિટર્સ લાંબા આયુષ્ય અને થોડી ઓછી ક્ષમતા મર્યાદા સાથે ન્યૂનતમ નુકસાન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, પરંતુ તે ખૂબ ખર્ચાળ પણ છે. તેઓ ઉચ્ચ જવાબદારીવાળા સર્કિટમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે જ્યાં ઉચ્ચ ક્ષમતા જરૂરી છે.

સંબંધિત લેખો: