फिक्स्ड कैपेसिटेंस क्या है

1. परिभाषा

जो आमतौर पर "स्थायी कैपेसिटर" के रूप में जाना जाता है, वह संभवतः एक लोकप्रिय शब्द है। गंभीरता से कहें तो, यह एक नियत कैपेसिटर को संदर्भित कर सकता है। नियत कैपेसिटर एक ऐसा कैपेसिटर होता है जिसकी क्षमता मान स्थिर होता है। सर्किट में, इसकी क्षमता सामान्य वोल्टेज, धारा के परिवर्तन, या अन्य सामान्य बाह्य स्थितियों के कारण बदलेगी नहीं। इसकी मुख्य कार्य शक्ति विद्युत ऊर्जा को संचयित करना, फिल्टरिंग, कप्लिंग, और बायपास हैं।

2. संरचना और सिद्धांत

संरचना

सामान्य सिरामिक कैपेसिटर का उदाहरण लें। यह मुख्य रूप से सिरामिक डाइएलेक्ट्रिक, इलेक्ट्रोड, और पैकेजिंग सामग्री से बना होता है। सिरामिक डाइएलेक्ट्रिक वह महत्वपूर्ण भाग है जो क्षमता मान और अन्य गुणों को निर्धारित करता है। इलेक्ट्रोड आमतौर पर धातु सामग्री (जैसे चांदी, पैलेडियम, आदि) से बने होते हैं और चार्ज निकालने के लिए प्रयोग किए जाते हैं। पैकेजिंग सामग्री आंतरिक संरचना की सुरक्षा का काम करती है।

सिद्धांत

कैपेसिटर विद्युत क्षेत्र में विद्युत ऊर्जा को संचयित करने के सिद्धांत पर काम करते हैं। जब किसी कैपेसिटर के दो ध्रुवों पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो ध्रुवों पर चार्ज एकत्रित होता है, जिससे विद्युत क्षेत्र बनता है। विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा कैपेसिटर में विद्युत ऊर्जा के रूप में संचित होती है। एक नियत कैपेसिटर के लिए, इसकी क्षमता का परिमाण मुख्य रूप से दो प्लेटों के क्षेत्रफल, प्लेटों के बीच की दूरी, और प्लेटों के बीच के माध्यम के डाइएलेक्ट्रिक नियतांक पर निर्भर करता है। सूत्र c=εs/d (जहाँ C क्षमता, ε डाइएलेक्ट्रिक नियतांक, S प्लेट क्षेत्रफल, और d प्लेट दूरी है) के अनुसार, नियत कैपेसिटर में, इन पैरामीटरों को निर्माण के बाद मूल रूप से निश्चित किया जाता है, इसलिए क्षमता मान स्थिर रहता है।

3. वर्गीकरण और अनुप्रयोग

वर्गीकरण

• सिरामिक कैपेसिटर: इनकी विशेषताएं छोटे आकार, अच्छा उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन, और अपेक्षाकृत अधिक स्थिरता हैं। इन्हें वर्ग I (तापमान-संशोधित प्रकार), वर्ग II (उच्च-परमेट्रिक प्रकार), और वर्ग III (अर्धचालक प्रकार) में विभाजित किया जाता है। वर्ग I सिरामिक कैपेसिटर उच्च-आवृत्ति दोलन चक्र, शुद्ध यंत्र, और ऐसे मौकों में प्रयोग किए जाते हैं जहाँ क्षमता स्थिरता की बहुत उच्च आवश्यकता होती है। वर्ग II सिरामिक कैपेसिटर बायपास, फिल्टरिंग, और अन्य सामान्य सर्किट में उपयुक्त हैं।

• इलेक्ट्रोलिटिक कैपेसिटर: इन्हें एल्युमिनियम इलेक्ट्रोलिटिक कैपेसिटर और टैंटलम इलेक्ट्रोलिटिक कैपेसिटर में विभाजित किया जाता है। एल्युमिनियम इलेक्ट्रोलिटिक कैपेसिटर की क्षमता बड़ी होती है लेकिन इनका लीकेज धारा अपेक्षाकृत बड़ा होता है। इन्हें मुख्य रूप से निम्न-आवृत्ति फिल्टरिंग, पावर सप्लाई स्मूथिंग, और अन्य सर्किट में प्रयोग किया जाता है। टैंटलम इलेक्ट्रोलिटिक कैपेसिटर एल्युमिनियम इलेक्ट्रोलिटिक कैपेसिटर से बेहतर प्रदर्शन करते हैं और उच्च आवश्यकताओं वाले पावर सर्किट, सिग्नल कप्लिंग, और अन्य मौकों में व्यापक रूप से प्रयोग किए जाते हैं।

• फिल्म कैपेसिटर: इनमें पॉलिएस्टर फिल्म कैपेसिटर, पॉलीप्रोपिलीन फिल्म कैपेसिटर आदि शामिल हैं। पॉलिएस्टर फिल्म कैपेसिटर आम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के DC और निम्न-आवृत्ति AC सर्किट में उपयोग किए जाते हैं। पॉलीप्रोपिलीन फिल्म कैपेसिटर, जिनकी विशेषताएं कम लॉस और अच्छा अवरोधन प्रदर्शन हैं, उच्च-आवृत्ति सर्किट और उच्च-वोल्टेज सर्किट में व्यापक रूप से प्रयोग किए जाते हैं।

अनुप्रयोग

• पावर सप्लाई सर्किट: पावर सप्लाई के रेक्टिफायर और फिल्टर सर्किट में, इलेक्ट्रोलिटिक कैपेसिटर DC आउटपुट वोल्टेज को समान बनाने और रेक्टिफायर के बाद की रिपल को फिल्टर करने के लिए प्रयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, कंप्यूटर पावर सप्लाई में, बड़ी क्षमता वाले इलेक्ट्रोलिटिक कैपेसिटर कंप्यूटर के विभिन्न घटकों को स्थिर विद्युत प्रदान करने और पावर सप्लाई आउटपुट की वोल्टेज की उतार-चढ़ाव को कम करने में प्रभावी होते हैं।

• कप्लिंग सर्किट: ऑडियो विस्तार सर्किट में, कैपेसिटर ऑडियो सिग्नल को कप्ल करने के लिए प्रयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, दो अवस्था वाले ऑडियो विस्तार सर्किट के बीच, कैपेसिटर पिछले विस्तार अवस्था के आउटपुट सिग्नल को अगले विस्तार अवस्था के इनपुट तक कप्ल करता है। इसके साथ-साथ, यह DC सिग्नल को रोकता है और केवल AC ऑडियो सिग्नल को पारित करता है, जिससे ऑडियो सिग्नल का प्रभावी प्रसारण और विस्तार संभव होता है।

• दोलन सर्किट: रेडियो प्रसारण और प्राप्त सर्किट में, नियत कैपेसिटर जैसे सिरामिक कैपेसिटर या फिल्म कैपेसिटर, इंडक्टर और अन्य घटकों के साथ, एक दोलन लूप बनाते हैं जो स्थिर उच्च-आवृत्ति दोलन सिग्नल उत्पन्न करता है। उदाहरण के लिए, रेडियो के लोकल ऑस्किलेटर सर्किट में, नियत कैपेसिटर और इंडक्टर साथ मिलकर दोलन आवृत्ति निर्धारित करते हैं, जिससे रेडियो एक विशिष्ट आवृत्ति के प्रसारण सिग्नल को प्राप्त कर सकता है।