এসি ক্যাপাসিটর

এর সাথে সার্কিট একত্রিত করা যাক ক্যাপাসিটর, যেখানে অল্টারনেটর একটি সাইনোসয়েডাল ভোল্টেজ তৈরি করে। সুইচ বন্ধ করলে সার্কিটে কী ঘটবে তা ক্রমানুসারে বিশ্লেষণ করা যাক। আমরা প্রাথমিক মুহূর্ত বিবেচনা করব যখন জেনারেটরের ভোল্টেজ শূন্যের সমান হবে।

সময়ের প্রথম ত্রৈমাসিকে, জেনারেটর টার্মিনাল জুড়ে ভোল্টেজ বেড়ে যাবে, শূন্য থেকে শুরু হবে এবং ক্যাপাসিটর চার্জ হতে শুরু করবে। সার্কিটে একটি কারেন্ট প্রদর্শিত হবে, তবে, ক্যাপাসিটর চার্জ করার প্রথম মুহুর্তে, যদিও এর প্লেটের ভোল্টেজটি সবেমাত্র উপস্থিত হয়েছে এবং এখনও খুব ছোট, সার্কিটে কারেন্ট (চার্জিং কারেন্ট) হবে সবচেয়ে বড় . ক্যাপাসিটরের চার্জ বাড়ার সাথে সাথে সার্কিটে কারেন্ট কমে যায় এবং ক্যাপাসিটর সম্পূর্ণ চার্জ হওয়ার মুহূর্তে শূন্যে পৌঁছে যায়। এই ক্ষেত্রে, ক্যাপাসিটরের প্লেটের ভোল্টেজ, জেনারেটরের ভোল্টেজকে কঠোরভাবে অনুসরণ করে, এই মুহুর্তে সর্বাধিক হয়ে যায়, তবে বিপরীত চিহ্নের সাথে, অর্থাৎ, এটি জেনারেটরের ভোল্টেজের দিকে পরিচালিত হয়।

ভাত। 1. ক্যাপাসিট্যান্স সহ একটি সার্কিটে কারেন্ট এবং ভোল্টেজের পরিবর্তন

এইভাবে, কারেন্ট সর্বাধিক শক্তির সাথে একটি ক্যাপাসিটরে বিনামূল্যের জন্য ছুটে যায়, কিন্তু ক্যাপাসিটরের প্লেটগুলি চার্জে পূর্ণ হয়ে গেলে এবং সম্পূর্ণরূপে চার্জ করে শূন্যে পড়ে গেলে অবিলম্বে হ্রাস পেতে শুরু করে।

দুটি যোগাযোগকারী জাহাজ (চিত্র 2) সংযোগকারী একটি পাইপে পানির প্রবাহের সাথে কী ঘটে তার সাথে এই ঘটনাটির তুলনা করা যাক, যার একটি পূর্ণ এবং অন্যটি খালি। একজনকে শুধুমাত্র পানির পথকে আটকানো ভালভটি টিপতে হবে, কারণ জল অবিলম্বে বাম পাত্র থেকে বড় চাপে পাইপের মাধ্যমে খালি ডান পাত্রে প্রবেশ করে। অবিলম্বে, যাইহোক, জাহাজের স্তরগুলির সমান হওয়ার কারণে পাইপের জলের চাপ ধীরে ধীরে দুর্বল হতে শুরু করবে এবং শূন্যে নেমে যাবে। পানির প্রবাহ বন্ধ হয়ে যাবে।

ভাত। 2. যোগাযোগ জাহাজের সাথে সংযোগকারী পাইপে জলের চাপের পরিবর্তন ক্যাপাসিটরের চার্জিংয়ের সময় সার্কিটে কারেন্টের পরিবর্তনের অনুরূপ।

একইভাবে, কারেন্ট প্রথমে একটি আনচার্জড ক্যাপাসিটরের মধ্যে ছুটে যায় এবং তারপর ধীরে ধীরে এটি চার্জ হওয়ার সাথে সাথে দুর্বল হয়ে যায়।

সময়কালের দ্বিতীয় ত্রৈমাসিক শুরু হওয়ার সাথে সাথে, যখন জেনারেটরের ভোল্টেজ প্রাথমিকভাবে ধীরে ধীরে শুরু হয় এবং তারপরে আরও দ্রুত হ্রাস পায়, তখন চার্জযুক্ত ক্যাপাসিটর জেনারেটরে ডিসচার্জ করবে, যার ফলে সার্কিটে একটি স্রাব কারেন্ট হবে। জেনারেটরের ভোল্টেজ কমার সাথে সাথে ক্যাপাসিটরটি আরও বেশি করে ডিসচার্জ করে এবং সার্কিটে ডিসচার্জ কারেন্ট বৃদ্ধি পায়। সময়ের এই ত্রৈমাসিকে ডিসচার্জ কারেন্টের দিকটি সময়ের প্রথম ত্রৈমাসিকে চার্জ কারেন্টের দিকটির বিপরীত। তদনুসারে, বর্তমান বক্ররেখা যেটি শূন্য মান অতিক্রম করেছে তা এখন সময় অক্ষের নীচে অবস্থিত।

প্রথম অর্ধ-চক্রের শেষে, জেনারেটরের ভোল্টেজ, সেইসাথে ক্যাপাসিটর ভোল্টেজ, দ্রুত শূন্যের কাছে চলে আসে এবং সার্কিট কারেন্ট ধীরে ধীরে তার সর্বোচ্চ মান পৌঁছে যায়। প্রদত্ত যে সার্কিটে কারেন্টের মান বেশি, সার্কিটে বাহিত চার্জের মান তত বেশি, ক্যাপাসিটরের প্লেটে ভোল্টেজের সময় কেন কারেন্ট সর্বোচ্চে পৌঁছায় এবং সেইজন্য চার্জ অন করে তা স্পষ্ট হয়ে যাবে। ক্যাপাসিটর, দ্রুত হ্রাস পায়।

সময়ের তৃতীয় ত্রৈমাসিকের শুরুতে, ক্যাপাসিটরটি আবার চার্জ হতে শুরু করে, কিন্তু এর প্লেটের মেরুতা, সেইসাথে জেনারেটরের মেরুত্বও পরিবর্তিত হয় "এবং তদ্বিপরীত, এবং কারেন্ট, একইভাবে প্রবাহিত হতে থাকে। দিক, ক্যাপাসিটরের চার্জ কমতে শুরু করে। মেয়াদের তৃতীয় ত্রৈমাসিকের শেষে, যখন জেনারেটর এবং ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ তাদের সর্বোচ্চে পৌঁছায়, তখন কারেন্ট শূন্যে চলে যায়।

সময়ের শেষ ত্রৈমাসিকের সময়, ভোল্টেজ, হ্রাস, শূন্যে পড়ে এবং বর্তমান, সার্কিটে তার দিক পরিবর্তন করে, তার সর্বোচ্চ মান পৌঁছে যায়। এখানে পিরিয়ড শেষ হয়, যার পরে পরেরটি শুরু হয়, ঠিক আগেরটির পুনরাবৃত্তি হয় এবং আরও অনেক কিছু।

এইভাবে, জেনারেটরের বিকল্প ভোল্টেজের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, ক্যাপাসিটরটি সময়ের মধ্যে দুবার চার্জ করা হয় (পিরিয়ডের প্রথম এবং তৃতীয় ত্রৈমাসিক) এবং দুবার ডিসচার্জ করা হয় (সময়ের দ্বিতীয় এবং চতুর্থ ত্রৈমাসিক)। কিন্তু যেহেতু তারা একে একে বিকল্প ক্যাপাসিটরের চার্জ এবং ডিসচার্জ সার্কিটের মাধ্যমে চার্জিং এবং ডিসচার্জিং কারেন্টের উত্তরণের সাথে প্রতিবার, তারপর আমরা উপসংহারে আসতে পারি বিবর্তিত বিদ্যুৎ.

আপনি নিম্নলিখিত সহজ পরীক্ষায় এটি পরীক্ষা করতে পারেন। একটি 25 ওয়াট লাইট বাল্বের মাধ্যমে একটি 4-6 মাইক্রোফ্যারাড ক্যাপাসিটর মেইনগুলির সাথে সংযুক্ত করুন৷আলো জ্বলবে এবং সার্কিট ভাঙ্গা না হওয়া পর্যন্ত নিভে যাবে না। এটি পরামর্শ দেয় যে একটি বিকল্প প্রবাহ ক্যাপাসিট্যান্স সহ সার্কিটের মধ্য দিয়ে গেছে। অবশ্যই, এটি ক্যাপাসিটরের ডাইইলেক্ট্রিকের মধ্য দিয়ে যায় না, তবে সময়ের যেকোনো মুহূর্তে হয় চার্জ কারেন্ট বা ক্যাপাসিটর ডিসচার্জ কারেন্টের প্রতিনিধিত্ব করে।

যেমনটি আমরা জানি, ক্যাপাসিটর চার্জ করার সময় এটিতে উদ্ভূত একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়ায় ডাইইলেকট্রিক মেরুকরণ হয় এবং ক্যাপাসিটরটি ডিসচার্জ হলে এর মেরুকরণ অদৃশ্য হয়ে যায়।

এই ক্ষেত্রে, এটিতে উদ্ভূত স্থানচ্যুতি কারেন্ট সহ ডাইলেক্ট্রিকটি সার্কিটের এক ধরণের ধারাবাহিকতা হিসাবে বিকল্প কারেন্টের জন্য কাজ করে এবং ধ্রুবকের জন্য এটি সার্কিটটি ভেঙে দেয়। কিন্তু স্থানচ্যুতি কারেন্ট শুধুমাত্র ক্যাপাসিটরের ডাইইলেক্ট্রিকের মধ্যে গঠিত হয় এবং তাই সার্কিট বরাবর চার্জের স্থানান্তর ঘটে না।

একটি AC ক্যাপাসিটর দ্বারা দেওয়া প্রতিরোধ ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্সের মান এবং কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে।

ক্যাপাসিটরের ক্ষমতা যত বেশি হবে, ক্যাপাসিটরের চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের সময় সার্কিটে চার্জ তত বেশি হবে এবং তদনুসারে, সার্কিটে কারেন্ট তত বেশি হবে। সার্কিটে কারেন্ট বৃদ্ধি ইঙ্গিত করে যে এর প্রতিরোধ ক্ষমতা কমে গেছে।

অতএব, ক্যাপাসিট্যান্স বাড়ার সাথে সাথে সার্কিটের বিকল্প কারেন্টের প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়।

এটা ক্রমবর্ধমান বর্তমান ফ্রিকোয়েন্সি বর্তনীতে বহন করা চার্জের পরিমাণ বৃদ্ধি করে কারণ ক্যাপাসিটরের চার্জ (পাশাপাশি ডিসচার্জ) কম ফ্রিকোয়েন্সির তুলনায় দ্রুত ঘটতে হবে। একই সময়ে, প্রতি ইউনিট সময় স্থানান্তরিত চার্জের পরিমাণের বৃদ্ধি সার্কিটে কারেন্ট বৃদ্ধির সমতুল্য এবং তাই, এর প্রতিরোধের হ্রাস।

যদি আমরা কোনোভাবে পর্যায়ক্রমিক কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সি কমিয়ে দিই এবং কারেন্টকে সরাসরি কারেন্টে কমিয়ে দেই, তাহলে সার্কিটে অন্তর্ভুক্ত ক্যাপাসিটরের রেজিস্ট্যান্স ধীরে ধীরে বাড়বে এবং অসীমভাবে বড় হয়ে যাবে (সার্কিট ভাঙা) যতক্ষণ না এটি উপস্থিত হয়। ধ্রুবক বর্তমান সার্কিট.

অতএব, ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে বিকল্প কারেন্টের প্রতি ক্যাপাসিটরের প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়।

একটি বিকল্প কারেন্টের প্রতি কয়েলের প্রতিরোধকে যেমন ইন্ডাকটিভ বলা হয়, তেমনি ক্যাপাসিটরের প্রতিরোধকে ক্যাপাসিটিভ বলা হয়।

অতএব, ক্যাপাসিটিভ প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি, সার্কিটের ক্ষমতা কম এবং কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সি যা এটিকে ফিড করে।

ক্যাপাসিটিভ প্রতিরোধকে Xc হিসাবে চিহ্নিত করা হয় এবং ohms এ পরিমাপ করা হয়।

কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সি এবং সার্কিটের ক্ষমতার উপর ক্যাপাসিটিভ প্রতিরোধের নির্ভরতা Xc = 1 /ωC সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়, যেখানে ω হল একটি বৃত্তাকার ফ্রিকোয়েন্সি যা 2πe এর গুণফলের সমান, C হল সার্কিটের ক্ষমতা ফ্যারাডস

ক্যাপাসিটিভ রেজিস্ট্যান্স, ইন্ডাকটিভ রেজিস্ট্যান্সের মতো, একটি প্রতিক্রিয়াশীল প্রকৃতি রয়েছে, যেহেতু ক্যাপাসিটর বর্তমান উৎসের শক্তি ব্যবহার করে না।

সূত্র ওম এর আইন একটি ক্যাপাসিটিভ সার্কিটের জন্য এটির I = U / Xc ফর্ম রয়েছে, যেখানে I এবং U - বর্তমান এবং ভোল্টেজের কার্যকর মান; Xc হল সার্কিটের ক্যাপাসিটিভ রেজিস্ট্যান্স।

কম-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোতগুলির উচ্চ প্রতিরোধের জন্য এবং সহজেই উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোতগুলিকে পাস করার জন্য ক্যাপাসিটরগুলির বৈশিষ্ট্য যোগাযোগ সরঞ্জাম সার্কিটে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

ক্যাপাসিটরগুলির সাহায্যে, উদাহরণস্বরূপ, সার্কিটগুলির পরিচালনার জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোত থেকে ধ্রুবক স্রোত এবং কম-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোতগুলিকে পৃথক করা হয়।

যদি সার্কিটের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অংশে নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্টের পথ অবরুদ্ধ করার প্রয়োজন হয়, একটি ছোট ক্যাপাসিটর সিরিজে সংযুক্ত থাকে। এটি কম ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্টের জন্য দুর্দান্ত প্রতিরোধের প্রস্তাব দেয় এবং একই সাথে সহজেই উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্ট পাস করে।

যদি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্ট প্রতিরোধ করা প্রয়োজন হয়, উদাহরণস্বরূপ, রেডিও স্টেশনের পাওয়ার সার্কিটে, তবে বড় ক্ষমতার একটি ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা হয়, বর্তমান উত্সের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত। এই ক্ষেত্রে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্ট ক্যাপাসিটরের মধ্য দিয়ে যায়, রেডিও স্টেশনের পাওয়ার সাপ্লাই সার্কিটকে বাইপাস করে।

এসি সার্কিটে সক্রিয় প্রতিরোধ এবং ক্যাপাসিটর

অনুশীলনে, কেস প্রায়ই পরিলক্ষিত হয় যখন একটি ক্যাপাসিট্যান্স সহ একটি সিরিজ সার্কিটে সক্রিয় প্রতিরোধ অন্তর্ভুক্ত করা হয়। এই ক্ষেত্রে সার্কিটের মোট প্রতিরোধের সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়

অতএব, সক্রিয় এবং ক্যাপাসিটিভ এসি রেজিস্ট্যান্স নিয়ে গঠিত একটি সার্কিটের মোট রেজিস্ট্যান্স এই সার্কিটের সক্রিয় এবং ক্যাপাসিটিভ রেজিস্ট্যান্সের বর্গের সমষ্টির বর্গমূলের সমান।

ওহমের সূত্র এই I = U/Z সার্কিটের জন্যও বৈধ থাকে।

ডুমুরে। 3 ক্যাপাসিটিভ এবং সক্রিয় প্রতিরোধের একটি সার্কিটে কারেন্ট এবং ভোল্টেজের মধ্যে ফেজ সম্পর্কের বৈশিষ্ট্যযুক্ত বক্ররেখা দেখায়।

ভাত। 3. একটি ক্যাপাসিটর এবং একটি সক্রিয় প্রতিরোধের সাথে একটি সার্কিটে কারেন্ট, ভোল্টেজ এবং শক্তি

চিত্র থেকে দেখা যায়, এই ক্ষেত্রে কারেন্ট ভোল্টেজকে সময়ের এক চতুর্থাংশ দ্বারা নয়, বরং কম করে, যেহেতু সক্রিয় প্রতিরোধ বর্তনীর বিশুদ্ধরূপে ক্যাপাসিটিভ (প্রতিক্রিয়াশীল) প্রকৃতিকে লঙ্ঘন করে, যেমনটি হ্রাস ফেজ দ্বারা প্রমাণিত হয়। স্থানান্তর এখন সার্কিট টার্মিনালের ভোল্টেজকে দুটি উপাদানের যোগফল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে: ভোল্টেজ টাইভের প্রতিক্রিয়াশীল উপাদান, সার্কিটের ক্যাপাসিটিভ প্রতিরোধকে এবং ভোল্টেজের সক্রিয় উপাদানকে অতিক্রম করে, তার সক্রিয় প্রতিরোধকে অতিক্রম করবে।

সার্কিটের সক্রিয় রোধ যত বেশি হবে, কারেন্ট এবং ভোল্টেজের মধ্যে ফেজ শিফট তত কম হবে।

বর্তনীতে শক্তি পরিবর্তনের বক্ররেখা (চিত্র 3 দেখুন) সময়ের মধ্যে দুবার একটি নেতিবাচক চিহ্ন অর্জন করেছে, যা আমরা ইতিমধ্যে জানি, সার্কিটের প্রতিক্রিয়াশীল প্রকৃতির পরিণতি। সার্কিট যত কম প্রতিক্রিয়াশীল হবে, কারেন্ট এবং ভোল্টেজের মধ্যে ফেজ শিফট তত কম হবে এবং সার্কিট যত বেশি কারেন্ট সোর্স পাওয়ার ব্যবহার করবে।

আরও পড়ুন: ভোল্টেজ অনুরণন