الیکٹرانک آلات کو ڈیزائن کرنے کے لیے عنصر کی بنیاد زیادہ پیچیدہ ہوتی جا رہی ہے۔ آلات کو مخصوص فعالیت اور سافٹ ویئر کنٹرول کے ساتھ مربوط سرکٹس میں جوڑا جاتا ہے۔ لیکن ترقی کے مرکز میں بنیادی آلات ہیں: کیپسیٹرز، ریزسٹرس، ڈائیوڈس اور ٹرانزسٹر۔
مشمولات
ایک capacitor کیا ہے
ایک ایسا آلہ جو بجلی کو برقی چارجز کی شکل میں ذخیرہ کرتا ہے اسے کپیسیٹر کہا جاتا ہے۔
طبیعیات میں بجلی یا برقی چارج کی مقدار کولمبس (Cl) میں ماپا جاتا ہے۔ برقی اہلیت کو فراد (F) میں شمار کیا جاتا ہے۔
1 فاراد کی برقی صلاحیت کے ساتھ ایک تنہا موصل ایک دھاتی گیند ہے جس کا رداس 13 شمسی ریڈی کے برابر ہے۔ لہذا، ایک کپیسیٹر میں کم از کم 2 کنڈکٹر شامل ہوتے ہیں جو ایک ڈائی الیکٹرک سے الگ ہوتے ہیں۔ سادہ ڈیزائن میں، آلہ کاغذ ہے.
ڈی سی سرکٹ میں کیپسیٹر اس وقت کام کرتا ہے جب پاور سپلائی آن اور آف ہوتی ہے۔ صرف عارضی طور پر کنڈلیوں پر صلاحیت تبدیل ہوتی ہے۔
AC سرکٹ میں کیپسیٹر کو بجلی کی سپلائی وولٹیج کی فریکوئنسی کے برابر فریکوئنسی کے ساتھ ری چارج کیا جاتا ہے۔ مسلسل چارجز اور ڈسچارجز کے نتیجے میں عنصر کے ذریعے کرنٹ بہتا ہے۔ زیادہ فریکوئنسی کا مطلب ہے ڈیوائس کا تیز ری چارج۔
کیپسیٹر والے سرکٹ کی مزاحمت کا انحصار کرنٹ کی فریکوئنسی پر ہوتا ہے۔ صفر DC فریکوئنسی پر، مزاحمتی قدر لامحدودیت کی طرف مائل ہوتی ہے۔ جیسے جیسے AC کی فریکوئنسی بڑھتی ہے، مزاحمت کم ہوتی جاتی ہے۔
جہاں کیپسیٹرز استعمال کیے جاتے ہیں۔
الیکٹرانک، ریڈیو اور برقی آلات کا آپریشن capacitors کے بغیر ناممکن ہے۔
الیکٹریکل انجینئرنگ میں، وہ غیر مطابقت پذیر موٹرز شروع کرتے وقت مراحل کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ فیز شفٹنگ کے بغیر، متبادل سنگل فیز نیٹ ورک میں تھری فیز انڈکشن موٹر کام نہیں کرے گی۔
کئی فراد کی گنجائش والے کیپسیٹرز آئنک کیپسیٹرز ہیں جو الیکٹرک کاروں میں موٹر پاور کے ذرائع کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔
یہ سمجھنے کے لیے کہ ایک کپیسیٹر کی ضرورت کیوں ہے، آپ کو یہ جاننا ہوگا کہ 10-12% پیمائشی آلات جب بیرونی ماحول کے پیرامیٹرز تبدیل ہوتے ہیں تو برقی کیپیسیٹینس کو تبدیل کرنے کے اصول پر کام کرتے ہیں۔ خصوصی آلات کے کیپیسیٹینس ردعمل کو استعمال کیا جاتا ہے:
- خولوں کے درمیان فاصلے میں اضافہ یا کمی کے ذریعے کمزور حرکات کی ریکارڈنگ؛
- ڈائی الیکٹرک مزاحمت میں تبدیلیوں کو ریکارڈ کرکے نمی کا تعین؛
- مائع کی سطح کی پیمائش، جو بھرنے پر عنصر کی صلاحیت کو تبدیل کرتا ہے۔
کیپسیٹرز کے بغیر آٹومیٹکس اور ریلے پروٹیکشن ڈیزائن کرنے کا تصور کرنا مشکل ہے۔ کچھ تحفظاتی منطق آلہ کے ری چارج کی کثرت کو مدنظر رکھتی ہے۔
Capacitive عناصر موبائل مواصلاتی آلات، ریڈیو اور ٹیلی ویژن کے آلات کے سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں۔ Capacitors استعمال کیا جاتا ہے:
- اعلی اور کم تعدد یمپلیفائر؛
- بجلی کی فراہمی؛
- فریکوئنسی فلٹرز؛
- آواز یمپلیفائر؛
- پروسیسرز اور دیگر مائیکرو سرکٹس۔
الیکٹرانک آلات کے وائرنگ ڈایاگرام کو دیکھ کر اس سوال کا جواب تلاش کرنا آسان ہے کہ کپیسیٹر کس چیز کے لیے ہے۔
کیپسیٹر کیسے کام کرتا ہے۔
ڈی سی سرکٹ میں، ایک پلیٹ پر مثبت چارجز جمع ہوتے ہیں اور دوسری پر منفی چارجز۔ باہمی کشش کے ذریعے، ذرات آلے میں ایک ساتھ رکھے جاتے ہیں، اور ان کے درمیان ڈائی الیکٹرک انہیں آپس میں جڑنے سے روکتا ہے۔ ڈائی الیکٹرک جتنا پتلا ہوگا، چارجز اتنے ہی مضبوط ہوں گے۔
کپیسیٹر اہلیت کو بھرنے کے لیے درکار بجلی لیتا ہے، اور کرنٹ رک جاتا ہے۔
سرکٹ میں مستقل وولٹیج کے ساتھ، عنصر اس وقت تک چارج رکھتا ہے جب تک کہ بجلی بند نہ ہو جائے۔ یہ پھر سرکٹ میں بوجھ کے ذریعے خارج ہوتا ہے۔
ایک کپیسیٹر کے ذریعے متبادل کرنٹ مختلف طریقے سے حرکت کرتا ہے۔ دولن کا پہلا ¼ دورانیہ آلہ کے چارج ہونے کا لمحہ ہے۔ چارجنگ کرنٹ کا طول و عرض تیزی سے کم ہوتا ہے، اور سہ ماہی کے اختتام تک یہ صفر تک کم ہو جاتا ہے۔ اس مقام پر EMF طول و عرض تک پہنچ جاتا ہے۔
مدت کے دوسرے ¼ میں EMF کم ہو جاتا ہے اور خلیہ خارج ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ شروع میں EMF کی کمی چھوٹی ہے اور اسی طرح خارج ہونے والا کرنٹ بھی ہے۔ یہ اسی کفایتی انحصار کے مطابق بڑھتا ہے۔ مدت کے اختتام تک EMF صفر کے برابر ہے، کرنٹ طول و عرض کی قدر کے برابر ہے۔
دولن کی مدت کے تیسرے ¼ میں EMF سمت بدلتا ہے، صفر سے گزرتا ہے اور بڑھتا ہے۔ ٹرمینلز پر چارج کا نشان الٹ ہے۔ کرنٹ شدت میں کم ہوتا ہے اور اپنی سمت برقرار رکھتا ہے۔ اس مقام پر، برقی کرنٹ مرحلے میں وولٹیج سے 90° آگے ہے۔
انڈکٹنس کوائلز میں اس کے برعکس ہوتا ہے: وولٹیج کرنٹ سے آگے ہے۔ یہ پراپرٹی آر سی یا آر ایل سرکٹس استعمال کرنے کے انتخاب میں سب سے آگے ہے۔
سائیکل کے اختتام پر دولن کے آخری ¼ پر EMF صفر پر گر جاتا ہے اور کرنٹ طول و عرض کی قدر تک پہنچ جاتا ہے۔
"Capacitance" ہر مدت میں 2 بار ڈسچارج اور چارج ہوتا ہے اور متبادل کرنٹ چلاتا ہے۔
یہ عمل کی ایک نظریاتی وضاحت ہے۔ یہ سمجھنے کے لیے کہ سرکٹ میں کوئی عنصر براہ راست ڈیوائس میں کیسے کام کرتا ہے، سرکٹ کی انڈکٹو اور کپیسیٹیو ریزسٹنس، دوسرے شرکاء کے پیرامیٹرز کا حساب لگائیں، اور بیرونی ماحول کے اثر و رسوخ کو مدنظر رکھیں۔
بنیادی خصوصیات اور خصوصیات
الیکٹرانک آلات کی تعمیر اور مرمت کے لیے استعمال کیے جانے والے کیپسیٹر پیرامیٹرز میں شامل ہیں:
- Capacitance - C. یہ آلہ میں چارج کی مقدار کا تعین کرتا ہے۔ شرح شدہ صلاحیت کی قیمت کیس پر ظاہر کی گئی ہے۔ سیل ایک سرکٹ میں متوازی یا سیریز میں جڑے ہوئے ہیں تاکہ مطلوبہ قدریں بنائیں۔ آپریشنل قدریں شمار شدہ قدروں جیسی نہیں ہیں۔
- گونجنے والی فریکوئنسی fp ہے۔ اگر موجودہ تعدد گونجنے والی فریکوئنسی سے زیادہ ہے تو، عنصر کی دلکش خصوصیات ظاہر ہو جاتی ہیں۔ اس سے آپریشن مشکل ہو جاتا ہے۔ سرکٹ میں ریٹیڈ پاور فراہم کرنے کے لیے، گونج والی قدروں سے کم تعدد پر کپیسیٹر استعمال کرنا دانشمندی ہے۔
- ریٹیڈ وولٹیج Un ہے۔ عنصر کی خرابی کو روکنے کے لیے، آپریٹنگ وولٹیج کو ریٹیڈ وولٹیج سے کم سیٹ کیا جاتا ہے۔ یہ capacitor کے معاملے پر اشارہ کیا جاتا ہے.
- قطبیت اگر غلط طریقے سے جڑا ہوا ہے تو، خرابی اور ناکامی واقع ہوگی۔
- برقی تنہائی مزاحمت - Rd. آلہ کے رساو کرنٹ کا تعین کرتا ہے۔ آلات میں حصے ایک دوسرے کے قریب واقع ہوتے ہیں۔ اگر رساو کا کرنٹ زیادہ ہے تو، سرکٹس میں پرجیوی جوڑے ممکن ہے۔ یہ خرابی کی طرف جاتا ہے. رساو کرنٹ عنصر کی اہلیت کی خصوصیات کو کم کرتا ہے۔
- درجہ حرارت کا گتانک - TKE۔ قدر اس بات کا تعین کرتی ہے کہ جب میڈیم کے درجہ حرارت میں اتار چڑھاؤ آتا ہے تو آلے کی گنجائش کیسے بدلتی ہے۔ سخت ماحول میں استعمال کے لیے آلات کو ڈیزائن کرتے وقت پیرامیٹر استعمال کیا جاتا ہے۔
- پرجیوی پیزو اثر۔ کچھ قسم کے Capacitors آلات میں شور پیدا کرتے ہیں جب وہ درست ہو جاتے ہیں۔
Capacitor کی اقسام اور اقسام
Capacitive عناصر کو ڈیزائن میں استعمال ہونے والے ڈائی الیکٹرک کی قسم کے مطابق درجہ بندی کیا جاتا ہے۔
کاغذ اور دھاتی capacitors
عناصر DC یا کمزور پلسٹنگ وولٹیج کے ساتھ سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں۔ ڈیزائن کی سادگی کے نتیجے میں 10-25% کم کارکردگی کا استحکام اور نقصانات میں اضافہ ہوتا ہے۔
کاغذ کیپیسیٹرز میں، ایلومینیم ورق کو کاغذ کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے۔ اسمبلیاں مڑی ہوئی ہیں اور ایک بیلناکار یا مستطیل متوازی پیڈک کیس میں رکھی گئی ہیں۔
آلات -60 ... +125°C کے درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں، کم وولٹیج والے آلات کے درجہ بند وولٹیج کے ساتھ 1600V تک، ہائی وولٹیج والے آلات - 1600V سے اوپر اور دسیوں μF تک کی گنجائش کے ساتھ۔
دھاتی کاغذ کے آلات میں، ورق کے بجائے، دھات کی ایک پتلی تہہ ڈائی الیکٹرک کاغذ پر لگائی جاتی ہے۔ یہ چھوٹے عناصر بنانے میں مدد کرتا ہے۔ اگر معمولی خرابی ہوتی ہے تو، ڈائی الیکٹرک خود مرمت کر سکتا ہے۔ دھاتی کاغذ کے خلیات موصلیت کی مزاحمت کے لحاظ سے کاغذی خلیات سے کمتر ہیں۔
الیکٹرولیٹک کیپسیٹرز
مصنوعات کا ڈیزائن کاغذ کیپسیٹرز سے ملتا جلتا ہے۔ لیکن الیکٹرولائٹک خلیوں کی تیاری میں کاغذ کو دھاتی آکسائیڈ سے رنگ دیا جاتا ہے۔
کاغذ کے بغیر الیکٹرولائٹ مصنوعات میں، آکسائڈ دھاتی الیکٹروڈ پر لاگو کیا جاتا ہے. دھاتی آکسائیڈ میں یک طرفہ چالکتا ہوتا ہے، جو آلہ کو قطبی بناتا ہے۔
الیکٹرولائٹک خلیوں کے کچھ ماڈلز میں، کور نالیوں کے ساتھ بنائے جاتے ہیں جو الیکٹروڈ کی سطح کے رقبے کو بڑھاتے ہیں۔ پلیٹوں کے درمیان خالی جگہوں کو الیکٹرولائٹ ڈال کر ختم کیا جاتا ہے۔ یہ مصنوعات کی capacitive خصوصیات کو بہتر بناتا ہے.
الیکٹرولائٹک آلات کی بڑی گنجائش - سینکڑوں μF، وولٹیج کی لہروں کو ہموار کرنے کے لیے فلٹرز میں استعمال کیا جاتا ہے۔
ایلومینیم الیکٹرولیٹک۔
اس قسم کے آلے میں اینوڈک استر ایلومینیم ورق سے بنی ہوتی ہے۔ سطح دھاتی آکسائیڈ ڈائی الیکٹرک کے ساتھ لیپت ہے۔ کیتھوڈ پیڈ ایک ٹھوس یا مائع الیکٹرولائٹ ہے، جس کا انتخاب اس لیے کیا جاتا ہے تاکہ آپریشن کے دوران ورق پر آکسائیڈ کی تہہ دوبارہ بن سکے۔ڈائی الیکٹرک کی خود مرمت عنصر کے آپریٹنگ وقت کو بڑھا دیتی ہے۔
اس ڈیزائن کے Capacitors کی ضرورت ہوتی ہے کہ polarity کا مشاہدہ کیا جائے۔ قطبیت کو تبدیل کرنے سے کیس پھاڑ دے گا۔
ان آلات کو جن کے اندر کاؤنٹر سیکوینشل پولر اسمبلیاں ہیں 2 سمتوں میں استعمال ہوتی ہیں۔ ایلومینیم الیکٹرولائٹک خلیوں کی صلاحیت کئی ہزار μF تک پہنچ جاتی ہے۔
ٹینٹلم الیکٹرولیٹک
اس طرح کے آلات کا انوڈ الیکٹروڈ ایک غیر محفوظ ساخت سے بنا ہوتا ہے، جو ٹینٹلم پاؤڈر کو 2000°C تک گرم کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ مواد ایک سپنج کی ظاہری شکل ہے. porosity سطح کے رقبے کو بڑھاتا ہے۔
الیکٹرو کیمیکل آکسیڈیشن کے ذریعے، 100 نینو میٹر موٹی ٹینٹلم پینٹ آکسائیڈ کی ایک تہہ اینوڈ پر جمع ہوتی ہے۔ ٹھوس ڈائی الیکٹرک مینگنیج ڈائی آکسائیڈ سے بنا ہے۔ تیار شدہ تعمیر کو ایک کمپاؤنڈ، ایک خاص رال میں دبایا جاتا ہے۔
ٹینٹلم مصنوعات 100 kHz سے اوپر کی موجودہ تعدد پر استعمال ہوتی ہیں۔ 75 V تک آپریٹنگ وولٹیجز کے ساتھ، سیکڑوں μF تک اہلیت پیدا ہوتی ہے۔
پولیمر
Capacitors ایک ٹھوس پولیمر الیکٹرولائٹ کا استعمال کرتے ہیں، جو بہت سے فوائد پیش کرتا ہے:
- سروس کی زندگی 50 ہزار گھنٹے تک بڑھ گئی ہے؛
- گرم ہونے پر پیرامیٹرز کو برقرار رکھا جاتا ہے۔
- موجودہ لہر کی وسیع رینج؛
- پنوں اور ٹرمینلز کی مزاحمت صلاحیت کو ختم نہیں کرتی ہے۔
فلم
ان ماڈلز میں ڈائی الیکٹرک ٹیفلون، پالئیےسٹر، فلورو پلاسٹک یا پولی پروپیلین فلم ہے۔
کور فلم پر ورق یا دھاتی پھٹ رہے ہیں۔ ڈیزائن کا استعمال سطح کے رقبے میں اضافے کے ساتھ ملٹی لیئر اسمبلیاں بنانے کے لیے کیا جاتا ہے۔
فلم کیپسیٹرز میں چھوٹے سائز میں سینکڑوں μF کی گنجائش ہوتی ہے۔ پرتوں اور رابطہ لیڈز کی جگہ پر منحصر ہے، مصنوعات کی محوری یا شعاعی شکلیں بنائی جاتی ہیں۔
کچھ ماڈلز کا ریٹیڈ وولٹیج 2 kV یا اس سے زیادہ ہوتا ہے۔
قطبی اور غیر قطبی میں کیا فرق ہے؟
غیر قطبی کرنٹ کی سمت کی پرواہ کیے بغیر کیپسیٹرز کو سرکٹ میں شامل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔عناصر متبادل بجلی کی فراہمی کے فلٹرز، اعلی تعدد کے امپلیفائر میں استعمال ہوتے ہیں۔
پولر مصنوعات مارکنگ کے مطابق جڑے ہوئے ہیں۔ اگر مخالف سمت میں جڑا ہوا ہے، تو آلہ ناکام ہو جائے گا یا ٹھیک سے کام نہیں کرے گا۔
اعلی اور کم صلاحیت کے قطبی اور غیر قطبی کیپسیٹرز ڈائی الیکٹرک ڈیزائن میں مختلف ہیں۔ الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز میں، اگر آکسائیڈ کو 1 الیکٹروڈ یا کاغذ، فلم کے 1 سائیڈ پر لگایا جاتا ہے، تو عنصر قطبی ہوگا۔
غیر قطبی الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کے ماڈل جن میں دھاتی آکسائیڈ کو ڈائی الیکٹرک کی دونوں سطحوں پر متوازی طور پر لگایا جاتا ہے، متبادل کرنٹ والے سرکٹس میں شامل ہیں۔
پولر کیپسیٹرز کو کیس پر مثبت یا منفی الیکٹروڈ کے طور پر نشان زد کیا جاتا ہے۔
کیپسیٹر کی گنجائش کس چیز پر منحصر ہے۔
سرکٹ میں کیپسیٹر کا بنیادی کام اور کردار چارجز کو جمع کرنا ہے اور ایک اضافی کردار رساو کو روکنا ہے۔
ایک کپیسیٹر کی گنجائش درمیانے درجے کے ڈائی الیکٹرک مستقل اور پلیٹوں کے رقبے کے براہ راست متناسب ہے، اور الیکٹروڈ کے درمیان فاصلے کے الٹا متناسب ہے۔ دو تضادات پیدا ہوتے ہیں:
- اہلیت کو بڑھانے کے لیے، الیکٹروڈز کو زیادہ سے زیادہ موٹا، چوڑا اور لمبا ہونا چاہیے۔ ایک ہی وقت میں، آلہ کے سائز میں اضافہ نہیں کیا جا سکتا.
- چارجز کو برقرار رکھنے اور کشش کی ضروری قوت فراہم کرنے کے لیے، پلیٹوں کے درمیان فاصلہ کم سے کم ہے۔ ایک ہی وقت میں، بریک ڈاؤن کرنٹ کو کم نہیں کیا جا سکتا۔
تضادات کو حل کرنے کے لیے، ڈویلپرز استعمال کرتے ہیں:
- ڈائی الیکٹرک الیکٹروڈ جوڑے کے کثیر پرت کے ڈھانچے؛
- غیر محفوظ انوڈ ڈھانچے؛
- آکسائڈز اور الیکٹرولائٹس کے ذریعہ کاغذ کی تبدیلی؛
- عناصر کی متوازی شمولیت؛
- بڑھتی ہوئی ڈائی الیکٹرک پرمٹٹیویٹی کے ساتھ خالی جگہ کو مادوں سے بھرنا۔
کپیسیٹر کا سائز کم ہو رہا ہے اور ہر نئی ایجاد کے ساتھ خصوصیات بہتر ہو رہی ہیں۔
متعلقہ مضامین:
