Capacitors کے بارے میں تفصیلی بنیادی باتیں

1. تعریف

کیپسیٹر ایک برقی جزو ہے جو برقی میدان میں توانائی کو ذخیرہ کرنے اور چھوڑنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ جب ایک وولٹیج کو اس کے ٹرمینلز پر لاگو کیا جاتا ہے، تو کنڈکٹرز (پلیٹوں) کے درمیان ایک برقی میدان قائم ہوتا ہے، جس سے کیپسیٹر توانائی کو ذخیرہ کر سکتا ہے۔

 

اہلیت کی اکائی فراد (F) ہے۔ عملی ایپلی کیشنز میں، چھوٹی اکائیاں جیسے مائیکروفراڈس (μF)، نانوفراڈس (nF)، اور picofarads (pF) زیادہ عام طور پر استعمال ہوتی ہیں۔

 

2. کام کرنے کا اصول

ایک کپیسیٹر دو موصل پلیٹوں پر مشتمل ہوتا ہے جو ایک موصل مواد سے الگ ہوتا ہے جسے ڈائی الیکٹرک کہتے ہیں۔ جب تمام پلیٹوں پر ڈی سی وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو، الیکٹران ایک پلیٹ پر جمع ہوتے ہیں، جس سے اسے منفی چارج ملتا ہے، جب کہ مخالف پلیٹ سے مساوی تعداد میں الیکٹران ہٹا دیے جاتے ہیں، جس سے یہ مثبت چارج ہو جاتا ہے۔

 

چارج کی یہ علیحدگی ڈائی الیکٹرک کے اندر ایک برقی میدان بناتی ہے۔ کیپسیٹر اس برقی میدان میں توانائی کو ذخیرہ کرتا ہے اور جب تک وولٹیج لاگو ہوتا ہے اور خارج ہونے کا کوئی راستہ فراہم نہیں کیا جاتا ہے تب تک چارج کو برقرار رکھتا ہے۔ جب ایک ترسیلی راستہ متعارف کرایا جاتا ہے تو، ذخیرہ شدہ توانائی خارجی سرکٹ سے کرنٹ کے بہاؤ کے طور پر جاری کی جاتی ہے۔

 

3. اہلیت

ایک کپیسیٹر کی گنجائش C کا انحصار درج ذیل عوامل پر ہوتا ہے۔

 

پلیٹ ایریاA:ایک بڑی پلیٹ ایریا کے نتیجے میں زیادہ گنجائش ہوتی ہے۔

 

پلیٹ فاصلہd:پلیٹوں کے درمیان ایک چھوٹا سا فاصلہ اہلیت کو بڑھاتا ہے۔

 

اجازت نامہε:ڈائی الیکٹرک مواد کی قسم اہلیت کو متاثر کرتی ہے۔ زیادہ اجازت کے ساتھ مواد زیادہ گنجائش پیدا کرتا ہے۔

 

رشتہ اس کے ذریعہ دیا گیا ہے:

 

 

کہاں:

• Ε ڈائی الیکٹرک مواد کی اجازت ہے۔

 

• A پلیٹوں کا موثر علاقہ ہے۔

 

• d پلیٹوں کے درمیان فاصلہ ہے۔

 

4. اہلیت کی اکائی

 

اہلیت کی اکائی فراد (F) ہے۔ چونکہ فاراد ایک بہت بڑی اکائی ہے، زیادہ تر عملی کیپسیٹرز کو چھوٹی اکائیوں میں درجہ بندی کیا جاتا ہے جیسے picofarads (pF)، nanofarads (nF)، اور microfarads (μF)۔

Capacitance اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ ایک کپیسیٹر فی یونٹ وولٹیج کتنا برقی چارج محفوظ کر سکتا ہے۔ اس کی تعریف تعلقات سے ہوتی ہے:

کہاں:

 

• Q ذخیرہ شدہ چارج ہے،

 

• C capacitance ہے، اور

 

• V لاگو وولٹیج ہے۔

 

اس طرح، زیادہ گنجائش کا مطلب ہے کہ ایک ہی وولٹیج پر زیادہ چارج ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔

 

یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ گنجائش بذات خود ایک مطلق چارج کی صلاحیت کی نمائندگی نہیں کرتی ہے۔ بلکہ، یہ چارج اور وولٹیج کے درمیان تعلق کو بیان کرتا ہے۔ دی گئی گنجائش کے لیے، چارج کی ایک مقررہ مقدار وولٹیج میں متناسب تبدیلی کے مساوی ہے۔

 

ایک کپیسیٹر کی وولٹیج کی درجہ بندی زیادہ سے زیادہ وولٹیج سے مراد ہے جو اسے بغیر کسی نقصان کے محفوظ طریقے سے برداشت کر سکتی ہے۔ ذخیرہ شدہ چارج کی مقدار اہلیت اور لاگو وولٹیج دونوں کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔

 

عام طور پر، بڑے کیپسیٹرز (زیادہ گنجائش والی اقدار کے ساتھ) بڑے جسمانی سائز اور زیادہ لاگت کے ہوتے ہیں۔

 

5. Capacitors کی درجہ بندی

پولرائزڈ کیپسیٹرز

پولرائزڈ کیپسیٹرز نے واضح طور پر مثبت اور منفی ٹرمینلز کی وضاحت کی ہے۔ وہ صحیح قطبیت کے ساتھ منسلک ہونا ضروری ہے؛ دوسری صورت میں، ریورس کنکشن زیادہ گرمی، رساو، یا یہاں تک کہ پھٹنے اور دھماکے کا سبب بن سکتا ہے۔

 

مائع الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز

مائع الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز پولرائزڈ کیپسیٹر کی ایک قسم ہیں۔ وہ نسبتاً زیادہ گنجائش پیش کرتے ہیں اور اعلی وولٹیج کی سطح کو سنبھال سکتے ہیں، لیکن وہ عام طور پر سائز میں بڑے ہوتے ہیں، ان کی اعلی-تعدد کی کارکردگی محدود ہوتی ہے، اور معتدل سروس لائف ہوتی ہے۔

 

یہ capacitors بڑے پیمانے پر فلٹرنگ اور وولٹیج کو ہموار کرنے کے لیے پاور سپلائی سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں۔

 

ایک عام مثال ایلومینیم الیکٹرولائٹک کیپسیٹر ہے۔ یہ اکثر توانائی کے ذخیرہ کرنے اور وولٹیج کو مستحکم کرنے کے لیے بجلی کی فراہمی کے قریب نصب کیا جاتا ہے۔

 

ٹھوس-اسٹیٹ الیکٹرولیٹک کیپسیٹرز

 

ٹینٹلم کیپسیٹرز ایک قسم کا الیکٹرولائٹک کیپسیٹر ہے جو ٹینٹلم دھات کو انوڈ اور ٹھوس الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ ان کا تعلق ٹھوس-ریاست الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کے زمرے سے ہے۔

 

وہ فی یونٹ حجم (چھوٹے سائز)، اچھی استحکام، کم رساو کرنٹ، اور وسیع درجہ حرارت کی حد میں قابل اعتماد کارکردگی پیش کرتے ہیں۔

تاہم، ان کی عام طور پر کچھ دیگر کیپسیٹر اقسام کے مقابلے میں کم وولٹیج کی درجہ بندی ہوتی ہے اور یہ اوور وولٹیج اور ریورس پولرٹی کے لیے حساس ہوتے ہیں۔

 

ٹینٹلم کیپسیٹرز پولرائزڈ ہوتے ہیں اور صحیح قطبیت کے ساتھ جڑے ہوتے ہیں۔ وہ عام طور پر کم وولٹیج، کومپیکٹ الیکٹرانک آلات میں پاور سپلائی فلٹرنگ، ڈیکپلنگ، اور آڈیو ایپلیکیشنز میں استعمال ہوتے ہیں۔

 

مثال کے طور پر، ٹینٹلم کیپسیٹرز بڑے پیمانے پر موبائل فونز میں استعمال ہوتے ہیں اور عام طور پر کمپیوٹرز میں بھی پائے جاتے ہیں۔

 

غیر-پولرائزڈ کیپسیٹرز

 

سیرامک ​​کپیسیٹرز

سیرامک ​​کیپسیٹرز (جسے سیرامک ​​ڈسک کیپسیٹرز بھی کہا جاتا ہے) نان-پولرائزڈ پرزے ہیں، یعنی ان میں کوئی مثبت یا منفی ٹرمینل نہیں ہوتے ہیں اور انہیں کسی بھی سمت سے جوڑا جا سکتا ہے۔

 

ان کی خصوصیات چھوٹی اہلیت کی قدروں، ہائی وولٹیج کی درجہ بندی، کمپیکٹ سائز، اور بہترین اعلی- تعدد کی کارکردگی سے ہوتی ہیں۔ ان خصوصیات کی وجہ سے، سیرامک ​​کیپسیٹرز بڑے پیمانے پر ایپلی کیشنز جیسے کہ ڈیکپلنگ، فلٹرنگ، اور الیکٹرانک سرکٹس میں سگنل کپلنگ میں استعمال ہوتے ہیں۔

 

6. طول و عرض رواداری

 

Capacitors عام طور پر دیگر الیکٹرانک اجزاء کے مقابلے میں نسبتا وسیع رواداری رکھتے ہیں.

 

سیرامک ​​کیپسیٹرز کے لیے، عام رواداری کے درجات میں شامل ہیں:

 

±5% (J)- سخت رواداری

 

±10% (K)- عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے

 

±20% (M)- بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے

 

+80% / −20% (Z)- بہت کم رواداری

 

عملی طور پر:

 

pF-لیول کیپسیٹرزاکثر ±5% رواداری کا استعمال کرتے ہیں۔

 

nF-لیول کیپسیٹرزعام طور پر ±10٪ رواداری کا استعمال کریں۔

 

μF-لیول کیپسیٹرزعام طور پر ±20٪ رواداری کا استعمال کریں۔

 

الیکٹرولیٹک کیپسیٹرزعام طور پر ±20% یا اس سے زیادہ کی درجہ بندی کی جاتی ہے۔

 

اعلی-پریسیزن کیپسیٹرز کم استعمال ہوتے ہیں کیونکہ بہت سے کیپسیٹر ایپلی کیشنز-جیسے پاور سپلائی فلٹرنگ اور وولٹیج کو ہموار کرنا-انتہائی درست اہلیت کی قدروں کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ چھوٹے انحراف کا عام طور پر سرکٹ کی کارکردگی پر کم سے کم اثر پڑتا ہے۔

 

تاہم، RF میچنگ اور فلٹر نیٹ ورکس جیسی ایپلی کیشنز میں، مستحکم فریکوئنسی خصوصیات کو یقینی بنانے کے لیے سخت رواداری (مثلاً ±5%) کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ یہاں تک کہ ان صورتوں میں، انتہائی اعلیٰ درستگی اکثر غیر ضروری ہوتی ہے، کیونکہ معیاری رواداری مناسب آپریشن کو برقرار رکھنے کے لیے کافی ہوتی ہے۔

 

7. Capacitor کے طول و عرض

 

سیرامک ​​اور ٹینٹلم کیپسیٹرز کے لیے، پیکیج کا سائز اسی معیار کی پیروی کرتا ہے جو ریزسٹرس کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ چھوٹے سطح کے-ماؤنٹ اجزاء امپیریل کوڈز استعمال کرتے ہیں جیسے 0201, 0402, 0603, اور 0805، جبکہ بڑے پیکجز کو میٹرک کوڈز جیسے 2520, 3525 وغیرہ میں بھی ظاہر کیا جا سکتا ہے۔

 

بیلناکار الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کے لیے، طول و عرض عام طور پر قطر × اونچائی (مثلاً 6 ملی میٹر × 11 ملی میٹر) کے طور پر بیان کیے جاتے ہیں۔

 

ہارڈویئر ڈیزائن میں، عام طور پر جب بھی ممکن ہو کیپسیٹرز کے لیے قدرے بڑے نقش کو محفوظ کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر 6 × 11 ملی میٹر فٹ پرنٹ مختص کیا جاتا ہے، تو زیادہ سے زیادہ مخصوص تفصیلات 100 μF، 25 V کے لگ بھگ ہو سکتی ہیں۔ اگرچہ لاگت میں کمی کے لیے چھوٹے کیپسیٹر کو تبدیل کرنا آسان ہے، لیکن اسی سائز کے اندر نمایاں طور پر زیادہ کیپیسیٹینس میں اپ گریڈ کرنا عام طور پر ممکن نہیں ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، 470 μF، 25 V کاپاکیٹر عام طور پر 6 × 11 ملی میٹر کے پیکیج میں تیار نہیں کیا جا سکتا۔

 

ایک ہی غور سیرامک ​​capacitors پر لاگو ہوتا ہے. مثال کے طور پر، 0805 پیکج کے ساتھ، زیادہ سے زیادہ عام طور پر دستیاب تفصیلات تقریباً 22 μF، 6.3 V ہے۔ زیادہ گنجائش والے Capacitors یا زیادہ وولٹیج کی درجہ بندی اس پیکیج کے سائز میں حاصل کرنا مشکل ہے۔