ఎలక్ట్రిక్ కెపాసిటర్ అనేది ఏదైనా ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం యొక్క ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్లోని మూలకాలలో ఒకటి, దీని ప్రధాన విధి శక్తిని నిల్వ చేయడం మరియు దానిని తిరిగి సర్క్యూట్లోకి విడుదల చేయడం. పరిశ్రమ అనేక రకాల కెపాసిటర్లను అందిస్తుంది, రకం, సామర్థ్యం, పరిమాణం మరియు అప్లికేషన్లో విభిన్నంగా ఉంటుంది.
కెపాసిటర్ సూత్రం మరియు లక్షణాలు
ఒక కెపాసిటర్ ఒక సన్నని విద్యుద్వాహక పొరతో వేరు చేయబడిన రెండు లోహపు షెల్లను కలిగి ఉంటుంది. కవర్ల పరిమాణం మరియు అమరిక యొక్క నిష్పత్తి మరియు విద్యుద్వాహక పదార్థ లక్షణం కెపాసిటెన్స్ విలువను నిర్ణయిస్తుంది.
ఏ రకమైన కెపాసిటర్ రూపకల్పన పరికరం యొక్క ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్లో స్థలాన్ని ఆదా చేయడానికి కనీస పరిమాణానికి సంబంధించి గరిష్ట కెపాసిటెన్స్ను పొందడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. ప్రదర్శన పరంగా అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన ఆకృతులలో ఒకటి కెగ్ రూపంలో ఉంటుంది, వాటి మధ్య విద్యుద్వాహకముతో కలిసి మెలితిప్పిన మెటల్ కవర్లు ఉంటాయి. 1745లో నెదర్లాండ్స్లోని లైడెన్లో కనిపెట్టబడిన మొదటి కెపాసిటర్ను "లీడెన్ కెన్" అని పిలిచారు.
భాగం యొక్క సూత్రం ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ సామర్థ్యం. ఎలక్ట్రోడ్లను ఒకదానికొకటి తక్కువ దూరంలో ఉంచడం ద్వారా ఛార్జింగ్ సాధ్యమవుతుంది. విద్యుద్వాహకము ద్వారా వేరు చేయబడిన దగ్గరగా ఉండే ఛార్జీలు ఒకదానికొకటి ఆకర్షితులై టెర్మినల్స్పై చిక్కుకుంటాయి మరియు కెపాసిటర్ కూడా శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది.విద్యుత్ సరఫరా స్విచ్ ఆఫ్ అయినప్పుడు, భాగం సర్క్యూట్లోకి శక్తిని విడుదల చేయడానికి, విడుదల చేయడానికి సిద్ధంగా ఉంది.
పనితీరు, నాణ్యత మరియు ఆపరేషన్ యొక్క దీర్ఘాయువును నిర్ణయించే పారామితులు మరియు లక్షణాలు:
- విద్యుత్ కెపాసిటెన్స్;
- నిర్దిష్ట కెపాసిటెన్స్;
- ఓరిమి;
- విద్యుత్ బలం;
- అంతర్గత ఇండక్టెన్స్;
- విద్యుద్వాహక శోషణ;
- నష్టాలు;
- స్థిరత్వం;
- విశ్వసనీయత.
ఛార్జ్ నిల్వ చేసే సామర్థ్యం కెపాసిటర్ యొక్క ఎలక్ట్రికల్ కెపాసిటెన్స్ని నిర్ణయిస్తుంది. కెపాసిటెన్స్ను లెక్కించేటప్పుడు మీరు తెలుసుకోవలసినది:
- వైండింగ్ల ప్రాంతం;
- కోణాల మధ్య దూరం;
- విద్యుద్వాహక పదార్థం యొక్క విద్యుద్వాహక అనుమతి.
కెపాసిటెన్స్ పెంచడానికి, మీరు కవర్ల ప్రాంతాన్ని పెంచాలి, వాటి మధ్య దూరాన్ని తగ్గించాలి మరియు అధిక విద్యుద్వాహక స్థిరాంకంతో విద్యుద్వాహక పదార్థాన్ని ఉపయోగించాలి.
కెపాసిటెన్స్ కోసం ఉపయోగించే కొలత యూనిట్ ఫరాడ్ (F), ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్త మైఖేల్ ఫెరడే పేరు పెట్టారు. అయితే, 1 ఫారడ్ చాలా పెద్ద విలువ. ఉదాహరణకు, మన గ్రహం యొక్క కెపాసిటెన్స్ 1 ఫారడ్ కంటే తక్కువ. రేడియో ఎలక్ట్రానిక్స్లో, చిన్న విలువలు ఉపయోగించబడతాయి: మైక్రోఫారడ్లు (µF, ఫరాడ్లో ఒక మిలియన్ వంతు) మరియు పికోఫారడ్స్ (pF, మైక్రోఫారడ్లో ఒక మిలియన్ వంతు).
విద్యుద్వాహక ద్రవ్యరాశి (వాల్యూమ్)కి కెపాసిటెన్స్ నిష్పత్తి నుండి నిర్దిష్ట కెపాసిటెన్స్ లెక్కించబడుతుంది. ఈ సంఖ్య రేఖాగణిత పరిమాణాలచే ప్రభావితమవుతుంది మరియు విద్యుద్వాహక వాల్యూమ్ను తగ్గించడం ద్వారా నిర్దిష్ట కెపాసిటెన్స్ని పెంచడం సాధించబడుతుంది, అయితే ఇది విచ్ఛిన్నమయ్యే ప్రమాదాన్ని పెంచుతుంది.
అసలు కెపాసిటెన్స్ విలువ నుండి నేమ్ప్లేట్ కెపాసిటెన్స్ విలువ యొక్క అనుమతించదగిన విచలనం ఖచ్చితత్వ తరగతిని నిర్ణయిస్తుంది. GOST ప్రకారం, భవిష్యత్తు వినియోగాన్ని నిర్ణయించే 5 ఖచ్చితత్వ తరగతులు ఉన్నాయి. అత్యధిక ఖచ్చితత్వ తరగతి యొక్క భాగాలు అధిక బాధ్యత సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడతాయి.
ఎలక్ట్రికల్ బలం ఛార్జ్ను కలిగి ఉండే సామర్థ్యాన్ని మరియు పనితీరు లక్షణాలను నిలుపుకునే సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. కాయిల్స్పై ఉంచబడిన ఛార్జీలు ఒకదానికొకటి మొగ్గు చూపుతాయి, ఇది విద్యుద్వాహకాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.ఎలక్ట్రికల్ బలం అనేది కెపాసిటర్ యొక్క ముఖ్యమైన లక్షణం, ఇది ఎంతకాలం కొనసాగుతుందో నిర్ణయిస్తుంది. సరికాని ఆపరేషన్ విద్యుద్వాహక విచ్ఛిన్నం మరియు భాగాల వైఫల్యానికి దారి తీస్తుంది.
ఇండక్టెన్స్ కాయిల్స్తో AC సర్క్యూట్లలో అంతర్గత ఇండక్టెన్స్ పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది. DC సర్క్యూట్ల కోసం ఇది పరిగణనలోకి తీసుకోబడదు.
విద్యుద్వాహక శోషణ - వేగవంతమైన ఉత్సర్గ సమయంలో కాయిల్స్పై వోల్టేజ్ కనిపించడం. శోషణ దృగ్విషయం అధిక వోల్టేజ్ ఎలక్ట్రికల్ పరికరాల సురక్షిత ఆపరేషన్ కోసం పరిగణనలోకి తీసుకోబడుతుంది, ఎందుకంటే షార్ట్ సర్క్యూట్ సందర్భంలో జీవితానికి ప్రమాదం ఉంది.
విద్యుద్వాహకము యొక్క తక్కువ కరెంట్ మోసే సామర్ధ్యం వలన నష్టాలు సంభవిస్తాయి. ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలు మరియు తేమ పరిస్థితులలో పనిచేసేటప్పుడు, నష్టాల నాణ్యత కారకం ప్రభావం చూపుతుంది. ఇది ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది. తక్కువ పౌనఃపున్యాల వద్ద, విద్యుద్వాహక నష్టాలు ప్రభావితమవుతాయి, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద, లోహ నష్టాలు ప్రభావితమవుతాయి.
స్థిరత్వం అనేది కెపాసిటర్ పరామితి, ఇది పరిసర ఉష్ణోగ్రత ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది. దీని ప్రభావాలు రివర్సిబుల్గా విభజించబడ్డాయి, ఉష్ణోగ్రత గుణకం ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి మరియు కోలుకోలేనివి, ఉష్ణోగ్రత అస్థిరత గుణకం ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి.
కెపాసిటర్ యొక్క విశ్వసనీయత ప్రధానంగా ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వైఫల్య విశ్లేషణ 80% కేసులలో వైఫల్యానికి కారణం విచ్ఛిన్నం అని సూచిస్తుంది.
ప్రయోజనం, రకం మరియు అప్లికేషన్ ఆధారంగా, కెపాసిటర్లు కూడా భిన్నంగా పరిమాణంలో ఉంటాయి. చిన్నవి మరియు అతి చిన్నవి, కొన్ని మిల్లీమీటర్ల నుండి కొన్ని సెంటీమీటర్ల వరకు పరిమాణంలో ఉంటాయి, ఎలక్ట్రానిక్స్లో ఉపయోగించబడతాయి మరియు అతిపెద్దవి పరిశ్రమలో ఉపయోగించబడతాయి.
ప్రయోజనం
శక్తిని నిల్వ చేసే మరియు విడుదల చేసే ఆస్తి ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్స్లో కెపాసిటర్ల విస్తృత వినియోగాన్ని నిర్ణయించింది. రెసిస్టర్లు మరియు ట్రాన్సిస్టర్లతో పాటు, అవి ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్కు వెన్నెముక. వారు కొంత సామర్థ్యంలో ఉపయోగించని ఒకే ఆధునిక పరికరం లేదు.
అదే లక్షణాలను కలిగి ఉన్న ఇండక్టెన్స్తో పాటు ఛార్జ్ మరియు డిచ్ఛార్జ్ చేసే వారి సామర్థ్యం రేడియో మరియు టెలివిజన్ టెక్నాలజీలో చురుకుగా ఉపయోగించబడుతుంది. కెపాసిటర్ మరియు ఇండక్టెన్స్ యొక్క డోలనం సర్క్యూట్ సిగ్నల్స్ ప్రసారం మరియు స్వీకరణకు ఆధారం. కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ మార్చడం వలన డోలనం సర్క్యూట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చడం సాధ్యమవుతుంది. ఉదాహరణకు, రేడియో స్టేషన్లు వాటి పౌనఃపున్యాలపై ప్రసారం చేయగలవు మరియు రేడియోలు ఆ పౌనఃపున్యాలకు కనెక్ట్ చేయగలవు.
AC పల్సేషన్లను సున్నితంగా మార్చడం ఒక ముఖ్యమైన పని. ఏదైనా AC-ఆధారిత ఎలక్ట్రానిక్ పరికరానికి మంచి నాణ్యత గల DC కరెంట్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఎలక్ట్రికల్ కెపాసిటర్లను ఫిల్టర్ చేయడం అవసరం.
ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ మెకానిజం ఫోటోగ్రాఫిక్ పరికరాలలో చురుకుగా ఉపయోగించబడుతుంది. అన్ని ఆధునిక కెమెరాలు చిత్రాలను తీయడానికి ఫ్లాష్ను ఉపయోగిస్తాయి, ఇది వేగవంతమైన ఉత్సర్గ లక్షణం ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. ఈ ప్రాంతంలో, శక్తిని బాగా నిల్వ చేయగల బ్యాటరీలను ఉపయోగించడం లాభదాయకం కాదు, కానీ దానిని నెమ్మదిగా ఇస్తుంది. కెపాసిటర్లు, మరోవైపు, తక్షణమే అన్ని నిల్వ శక్తిని వదులుకుంటాయి, ఇది ప్రకాశవంతమైన ఫ్లాష్ కోసం సరిపోతుంది.
అధిక శక్తి యొక్క పప్పులను ఉత్పత్తి చేసే కెపాసిటర్ల సామర్థ్యం రేడియోలోకేషన్ మరియు లేజర్ల సృష్టిలో ఉపయోగించబడుతుంది.
కెపాసిటర్లు టెలిగ్రాఫీ మరియు టెలిఫోనీలో స్పార్క్-క్వెన్చింగ్ పరిచయాల పాత్రను నిర్వహిస్తాయి, అలాగే టెలిమెకానిక్స్ మరియు ఆటోమేషన్, ఇక్కడ అధిక-లోడ్ రిలేలు మారాలి.
పరిహార కెపాసిటర్లను ఉపయోగించడం ద్వారా పొడవైన ప్రసార మార్గాల వోల్టేజ్ నియంత్రణను నిర్వహిస్తారు.
ఆధునిక కెపాసిటర్లు, వాటి సామర్థ్యాల కారణంగా, రేడియో ఎలక్ట్రానిక్స్ రంగంలో మాత్రమే ఉపయోగించబడతాయి. వారు మెటల్ ప్రాసెసింగ్, మైనింగ్, బొగ్గు పరిశ్రమలో ఉపయోగిస్తారు.
ప్రధాన రకాలు
ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల యొక్క అప్లికేషన్లు మరియు ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల వైవిధ్యం కారణంగా, రకాలు మరియు లక్షణాలలో విభిన్నమైన అనేక రకాల భాగాలు ఉన్నాయి. ప్రధాన విభజన తరగతుల వారీగా మరియు ఉపయోగించిన విద్యుద్వాహక రకం ద్వారా వెళుతుంది.
కెపాసిటర్ల రకాలు తరగతి ద్వారా విభజించబడ్డాయి:
- స్థిరమైన కెపాసిటెన్స్తో;
- వేరియబుల్ కెపాసిటెన్స్తో;
- ట్రిమ్మర్లు.
ప్రతి రేడియోఎలక్ట్రానిక్ పరికరంలో స్థిర కెపాసిటెన్స్ భాగాలు ఉపయోగించబడతాయి.
ఆసిలేటింగ్ సర్క్యూట్లలో ఫ్రీక్వెన్సీ వంటి కెపాసిటెన్స్ మరియు సర్క్యూట్ పారామితులను మార్చడానికి వేరియబుల్ కెపాసిటర్లు ఉపయోగించబడతాయి. వారి నిర్మాణంలో వారు మెటల్ కదిలే ప్లేట్ల యొక్క అనేక విభాగాలను కలిగి ఉన్నారు, ఇది వారి దీర్ఘాయువును నిర్ధారిస్తుంది.
ట్యూనింగ్ కెపాసిటర్లు పరికరాల యొక్క ఒకే సర్దుబాటు కోసం ఉపయోగించబడతాయి. అవి వివిధ కెపాసిటెన్స్ రేటింగ్లలో అందుబాటులో ఉన్నాయి (కొన్ని పికోఫరాడ్ల నుండి అనేక వందల పికోఫారడ్ల వరకు) మరియు 60 వోల్ట్ల వరకు వోల్టేజీల కోసం రూపొందించబడ్డాయి. వారి ఉపయోగం లేకుండా, పరికరాలు జరిమానా ట్యూనింగ్ అసాధ్యం.
కెపాసిటర్ల రకాలు విద్యుద్వాహక రకం ద్వారా విభజించబడ్డాయి:
- సిరామిక్ విద్యుద్వాహకముతో;
- ఫిల్మ్ డైలెక్ట్రిక్తో;
- విద్యుద్విశ్లేషణ;
- ionistors.
సిరామిక్ కెపాసిటర్లు సిరామిక్ పదార్థం యొక్క చిన్న ప్లేట్ రూపంలో తయారు చేయబడతాయి, దానిపై మెటల్ లీడ్స్ స్ప్రే చేయబడతాయి. ఇటువంటి కెపాసిటర్లు వేర్వేరు లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు అధిక-వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్లు రెండింటికీ ఉపయోగించబడతాయి.
తక్కువ-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్ల కోసం, ఎపోక్సీలో బహుళస్థాయి చిన్న భాగాలు లేదా పదుల పికోఫారడ్ల నుండి మైక్రోఫారడ్ల యూనిట్ల వరకు సామర్థ్యం కలిగిన ప్లాస్టిక్ హౌసింగ్లు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి. అవి రేడియోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల యొక్క అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడతాయి మరియు కఠినమైన వాతావరణ పరిస్థితులలో పనిచేయగలవు.
అధిక-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్ల కోసం, పదుల పికోఫారడ్ల నుండి వేలకొద్దీ పికోఫారడ్ల వరకు పెద్ద సైజు మరియు కెపాసిటెన్స్ గల సిరామిక్ కెపాసిటర్లు తయారు చేయబడతాయి. వారు పల్స్ సర్క్యూట్లు మరియు వోల్టేజ్ మార్పిడి పరికరాలలో ఉపయోగిస్తారు.
ఫిల్మ్ డైలెక్ట్రిక్స్ వివిధ రకాలుగా వస్తాయి. అత్యంత సాధారణమైనది లావ్సాన్, ఇది అత్యంత మన్నికైనది. తక్కువ సాధారణమైన పాలీప్రొఫైలిన్ డైలెక్ట్రిక్, ఇది తక్కువ నష్టాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఆడియో యాంప్లిఫికేషన్ మరియు మిడ్రేంజ్ సర్క్యూట్ల వంటి అధిక-వోల్టేజ్ సర్క్యూట్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.
ఒక ప్రత్యేక రకం ఫిల్మ్ కెపాసిటర్లు ప్రారంభ కెపాసిటర్లు, ఇవి మోటార్లు ప్రారంభించేటప్పుడు ఉపయోగించబడతాయి మరియు వాటి అధిక కెపాసిటెన్స్ మరియు ప్రత్యేక విద్యుద్వాహక పదార్థం కారణంగా, ఎలక్ట్రిక్ మోటారుపై లోడ్ తగ్గుతుంది.అవి అధిక ఆపరేటింగ్ వోల్టేజీలు మరియు ఎలక్ట్రికల్ రియాక్టివ్ పవర్ ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి.
విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు క్లాసిక్ డిజైన్లో తయారు చేయబడ్డాయి. హౌసింగ్ అల్యూమినియంతో తయారు చేయబడింది మరియు లోపల కాయిల్డ్ మెటల్ కవర్లు ఉన్నాయి. కవర్లలో ఒకటి రసాయనికంగా మెటల్ ఆక్సైడ్తో పూత చేయబడింది మరియు మరొకటి ద్రవ లేదా ఘన ఎలక్ట్రోలైట్తో పూతతో విద్యుద్వాహకాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఈ నిర్మాణం కారణంగా, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు అధిక కెపాసిటెన్స్ కలిగి ఉంటాయి, అయితే కాలక్రమేణా వాటి ఉపయోగం యొక్క అసమాన్యత దాని మార్పు.
సిరామిక్ మరియు ఫిల్మ్ కెపాసిటర్లకు విరుద్ధంగా, విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు ధ్రువణతను కలిగి ఉంటాయి. అవి, ధృవరహితంగా, ఈ ప్రతికూలత లేనివి, రేడియల్, సూక్ష్మ, అక్షసంబంధమైనవిగా విభజించబడ్డాయి. వారి అప్లికేషన్ యొక్క ఫీల్డ్ సాంప్రదాయ కంప్యూటర్ మరియు ఆధునిక మైక్రోకంప్యూటర్ టెక్నాలజీ.
సాపేక్షంగా ఇటీవల కనిపించిన ఒక ప్రత్యేక రకం, ionistors. వారి నిర్మాణం విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లను పోలి ఉంటుంది, కానీ అవి అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి (అనేక ఫారడ్స్ వరకు). అయినప్పటికీ, వాటి ఉపయోగం కొన్ని వోల్ట్ల చిన్న గరిష్ట వోల్టేజ్ ద్వారా పరిమితం చేయబడింది. Ionistors మెమరీ నిల్వ కోసం ఉపయోగిస్తారు: సెల్ ఫోన్ లేదా సూక్ష్మ కంప్యూటర్లోని బ్యాటరీ అయిపోతే, నిల్వ చేయబడిన సమాచారం తిరిగి పొందలేని విధంగా కోల్పోదు.
పిన్-రకం భాగాలకు అదనంగా, ఇది చాలా కాలం క్రితం కనిపించింది మరియు సాంప్రదాయకంగా ఉపయోగించబడింది, SMD రూపకల్పనలో ఆధునిక భాగాలు ఉన్నాయి లేదా దీనిని కూడా పిలుస్తారు, ఉపరితల మౌంటు కోసం. ఉదాహరణకు, సిరామిక్ కెపాసిటర్లు చాలా చిన్న (1 మిమీ బై 0.5 మిమీ) నుండి అతిపెద్ద (5.7 మిమీ బై 5 మిమీ) వరకు మరియు పదుల వోల్ట్ల నుండి వందల వోల్ట్ల వరకు సంబంధిత వోల్టేజీలతో వివిధ పరిమాణాలలో అందుబాటులో ఉంటాయి.
ఎలెక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లను ఉపరితల మౌంట్ ప్యాకేజీలలో కూడా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఇవి ప్రామాణిక అల్యూమినియం విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్లు కావచ్చు లేదా అవి టాంటాలమ్ కెపాసిటర్లు కావచ్చు, ఇవి సిరామిక్ కెపాసిటర్ల వలె కనిపిస్తాయి, అయితే వాటి అధిక కెపాసిటెన్స్ మరియు తక్కువ నష్టాల ద్వారా వాటికి భిన్నంగా ఉంటాయి. అవి లెడ్-ఫ్రీ మరియు లీడ్-ఫ్రీ SMD డిజైన్లలో అందుబాటులో ఉన్నాయి.
టాంటాలమ్ కెపాసిటర్లు దీర్ఘకాల జీవితం మరియు కొంచెం తక్కువ సామర్థ్య పరిమితితో కనిష్ట నష్టాలను కలిగి ఉంటాయి, కానీ అవి చాలా ఖరీదైనవి. అధిక కెపాసిటెన్స్ అవసరమయ్యే అధిక బాధ్యత గల సర్క్యూట్లలో అవి ఉపయోగించబడతాయి.
సంబంధిత కథనాలు: