বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে ক্যাপাসিট্যান্স কি?
বৈদ্যুতিক ক্ষমতা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবের অধীনে চার্জ করার জন্য পরিবাহী সংস্থাগুলির বৈশিষ্ট্য এবং এই সংস্থাগুলির ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক শক্তি জমা করার বৈশিষ্ট্যকে চিহ্নিত করে।
হাইড্রোস্ট্যাটিক্সের ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক ক্ষমতার একটি সাদৃশ্য প্রতি ইউনিট উচ্চতায় একটি জাহাজের নির্দিষ্ট ক্ষমতা হতে পারে, যা সংখ্যাগতভাবে জাহাজের অনুভূমিক অংশের ক্ষেত্রফলের সমান।
একটি লম্বা কুন্ড কল্পনা করুন. ট্যাঙ্কে তরলের পরিমাণ (শরীরে বিদ্যুতের পরিমাণ) যা ট্যাঙ্কে সংরক্ষণ করা যেতে পারে তা নির্ভর করে এর ভরাটের উচ্চতার (শরীরের সম্ভাব্য) পাশাপাশি ট্যাঙ্কের প্রতি ইউনিট উচ্চতা (শরীরের ক্ষমতা) উপর তরলের পরিমাণ। তরলের এই আয়তন, ঘুরে, ট্যাঙ্কের অনুভূমিক অংশের ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভর করে - এর ব্যাসের উপর।
এই ব্যাস যত বড় হবে এবং তাই প্রতি ইউনিট উচ্চতায় আয়তন তত বেশি হবে ট্যাঙ্কের উচ্চতা প্রতি নির্দিষ্ট ক্যাপাসিট্যান্স তত বেশি হবে (দুটি প্লেটের মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিট্যান্স প্লেটগুলির ক্ষেত্রফলের সমানুপাতিক, দেখুন — একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স কী নির্ধারণ করে?)তদনুসারে, এটি প্রতি ইউনিট উচ্চতায় তরলের আয়তনের মান এবং ট্যাঙ্কটি পূরণ করার জন্য যে কাজটি ব্যয় করতে হবে তার উপর নির্ভর করে।
ধরুন মহাকাশে একে অপরের থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে অবস্থিত একই আকারের (লাল এবং নীল) দুটি তামার বল রয়েছে। একটি 9 ভোল্টের ব্যাটারি নিন এবং এটিকে এই দুটি বলের সাথে বিপরীত খুঁটির সাথে সংযুক্ত করুন যাতে «+» একটি বলের সাথে (নীলের সাথে) এবং «-» অন্যটির সাথে (লালের সাথে) সংযুক্ত থাকে। ব্যাটারি ভোল্টেজ V = 9 ভোল্টের সমান একটি বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য পার্থক্য বলগুলির মধ্যে উপস্থিত হবে।
এই দুটি তামার বলের বৈদ্যুতিক অবস্থাগুলি ব্যাটারি সংযুক্ত হওয়ার আগে থেকে অবিলম্বে ভিন্ন হয়ে ওঠে, কারণ এখন বলের উপর বিপরীত বৈদ্যুতিক চার্জ রয়েছে যা একে অপরের প্রতি আকর্ষণ বল অনুভব করে ইন্টারঅ্যাক্ট করে।
আমরা বলতে পারি যে ব্যাটারিটি একটি ধনাত্মক চার্জ + q বাম বল থেকে ডানে স্থানান্তর করেছে এবং তাই বলের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য V = 9 ভোল্টে পরিণত হয়েছে। এখন বাম বল ঋণাত্মক চার্জযুক্ত -q।
যদি আমরা সিরিজে সার্কিটে একই ধরণের আরেকটি ব্যাটারি যোগ করি, তাহলে বলের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য দ্বিগুণ হয়ে যাবে, তাদের মধ্যে ভোল্টেজ আর 9 ভোল্ট নয়, 18 ভোল্ট হবে এবং চার্জটি থেকে সরে যাবে। বল থেকে বলও দ্বিগুণ হবে (এটি 2q হয়ে যাবে) পাশাপাশি ভোল্টেজ। কিন্তু প্রতিবার ভোল্টেজ 9 ভোল্ট বেড়ে গেলে এই চার্জ q এর মাত্রা কত?
স্পষ্টতই, এই চার্জের মাত্রা বলগুলির মধ্যে তৈরি সম্ভাব্য পার্থক্যের সমানুপাতিক। কিন্তু চার্জ এবং সম্ভাব্য পার্থক্য কোন সঠিক সংখ্যাগত অনুপাত? এখানে আমাদের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা সি হিসাবে পরিবাহীর এমন একটি বৈশিষ্ট্য উপস্থাপন করতে হবে।
ক্যাপাসিট্যান্স হল বৈদ্যুতিক চার্জ সঞ্চয় করার জন্য কন্ডাকটরের ক্ষমতার একটি পরিমাপ। এটি বোঝাও গুরুত্বপূর্ণ যে যখন প্রথম তারটি চার্জ করা হয়, তখন তার চারপাশে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি বৃদ্ধি পায়। তদনুসারে, দ্বিতীয় চার্জযুক্ত তারের উপর প্রথম চার্জযুক্ত তারের প্রভাব বৃদ্ধি পাবে, বিশেষত যদি তারা একে অপরের কাছাকাছি যেতে শুরু করে।
চার্জযুক্ত তারের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল বেশি হয়ে যায় যদি তাদের মধ্যে দূরত্ব কম হয়। উপরন্তু, তারের মধ্যে মাধ্যমের পরামিতি উপর নির্ভর করে, তাদের মিথস্ক্রিয়া শক্তি এছাড়াও ভিন্ন হতে পারে।
সুতরাং যদি তারের মধ্যে একটি ভ্যাকুয়াম থাকে, তবে তাদের চার্জগুলির মধ্যে আকর্ষণের বল এক হবে, কিন্তু যদি নাইলনকে একটি ভ্যাকুয়ামের পরিবর্তে তারের মধ্যে স্থাপন করা হয়, তাহলে তড়িৎ ক্রিয়া-প্রতিক্রিয়ার বল তিনগুণ হবে, কারণ নাইলন একটি অতিক্রম করে। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র নিজেই বাতাসের চেয়ে 3 গুণ ভাল এবং আসলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে চার্জযুক্ত তারগুলি একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে।
যদি চার্জযুক্ত তারগুলি একে অপরের থেকে বিভিন্ন দিকে ছড়িয়ে পড়তে শুরু করে, তবে তারা কম ইন্টারঅ্যাক্ট করবে, একই চার্জের জন্য সম্ভাব্য পার্থক্য বেশি হবে, অর্থাৎ, তারের পৃথকীকরণের সাথে এই জাতীয় সিস্টেমের ক্ষমতা হ্রাস পাবে। কাজটি বৈদ্যুতিক ক্ষমতার ধারণার উপর ভিত্তি করে ক্যাপাসিটার.
ক্যাপাসিটার
একটি ডাইইলেক্ট্রিক দ্বারা পৃথক করা একে অপরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাধ্যমে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্যালি একে অপরের সাথে যোগাযোগ করার জন্য চার্জযুক্ত কন্ডাক্টরের বৈশিষ্ট্য ক্যাপাসিটরগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
কাঠামোগতভাবে, ক্যাপাসিটর দুটি প্লেট যা প্লেট নামে পরিচিত। প্লেটগুলি একটি অস্তরক দ্বারা পৃথক করা হয়।সর্বাধিক সম্ভাব্য ক্ষমতা পাওয়ার জন্য, প্লেটগুলির একটি বড় পৃষ্ঠ থাকা প্রয়োজন এবং তাদের মধ্যে দূরত্ব ন্যূনতম।
বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে ক্যাপাসিটারগুলি একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক শক্তির সঞ্চয়কারী হিসাবে কাজ করে যা ক্যাপাসিটরের প্লেটের মধ্যে স্থাপন করা ডাইইলেকট্রিকের আয়তনে ঘনীভূত হয়, যার কারণে চার্জ জমা হয় বা অপসারণ করা হয় (একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহের আকারে)।
দুটি প্লেট একটি সিল করা আবাসনের ভিতরে অল্প দূরত্বে স্থাপন করা হয়। সিরামিক, পলিপ্রোপিলিন, ইলেক্ট্রোলাইটিক, ট্যানটালাম ইত্যাদি — ক্যাপাসিটরগুলি প্লেটের মধ্যে ডাইইলেক্ট্রিক প্রকারের মধ্যে আলাদা।
অস্তরক শক্তির উপর নির্ভর করে ক্যাপাসিটারগুলি উচ্চ ভোল্টেজ এবং কম ভোল্টেজ।
প্লেটগুলির ক্ষেত্রফল এবং ব্যবহৃত অস্তরক ধ্রুবকের উপর নির্ভর করে, একটি বৃহৎ ক্ষমতা সহ ক্যাপাসিটর রয়েছে, যা শত শত ফ্যারাড (সুপারক্যাপাসিটর) পর্যন্ত পৌঁছায় এবং ছোট ক্ষমতা - পিকোফ্যারাডের একক।
বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে বৈদ্যুতিক ক্ষমতার ব্যবহার
ক্যাপাসিটিভ সিস্টেমের সম্পত্তি বৈদ্যুতিক প্রকৌশলে বিকল্প বর্তমান প্রযুক্তিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে উচ্চ এবং অতি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির ক্ষেত্রে।
DC প্রযুক্তিতে, ক্যাপাসিট্যান্স স্থায়ী চুম্বক চুম্বকীয় ডিভাইসে, স্পন্দিত বৈদ্যুতিক ঢালাই, স্পন্দিত ডাইলেকট্রিক ব্রেকডাউন পরীক্ষা, রেকটিফায়ারে বর্তমান বক্ররেখা মসৃণ করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
বিচ্ছিন্ন পরিবাহী সংস্থাগুলির যে কোনও সিস্টেমের ক্যাপাসিট্যান্স, যা সম্পূর্ণরূপে শূন্যে হ্রাস করা যায় না, কিছু ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক ডিভাইসগুলির বৈশিষ্ট্যগুলিতে (হস্তক্ষেপ, ক্যাপাসিটিভ ফুটো ইত্যাদির আকারে) অবাঞ্ছিত প্রভাব ফেলতে পারে।
আপনি এই জাতীয় প্রভাব থেকে পরিত্রাণ পেতে পারেন বা যথাযথভাবে এর প্রভাবকে ক্ষতিপূরণ দিয়ে (সাধারণত আবেশ ব্যবহার করে), অথবা এমন পরিস্থিতি তৈরি করে যেখানে আশেপাশের বস্তুর ক্ষেত্রে সিস্টেমের নির্দিষ্ট সংস্থাগুলির সম্ভাব্যতার একটি ন্যূনতম মান রয়েছে (উদাহরণস্বরূপ, একটি দেহের গ্রাউন্ডিং)।