ক্যাপাসিটার সহ বৈদ্যুতিক সার্কিট

ক্যাপাসিটর সহ বৈদ্যুতিক সার্কিটগুলিতে বৈদ্যুতিক শক্তির উত্স এবং পৃথক ক্যাপাসিটার অন্তর্ভুক্ত থাকে। একটি ক্যাপাসিটর একটি ডাইইলেকট্রিক স্তর দ্বারা পৃথক যে কোনো আকৃতির দুটি কন্ডাক্টরের একটি সিস্টেম। ক্যাপাসিটরের ক্ল্যাম্পগুলিকে একটি ধ্রুবক ভোল্টেজের সাথে বৈদ্যুতিক শক্তির উত্সের সাথে সংযুক্ত করার সাথে সাথে এর একটি প্লেটে + Q এবং অন্যটিতে -Q জমা হয়।

এই চার্জগুলির মাত্রা সরাসরি U ভোল্টেজের সমানুপাতিক এবং সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়

Q = C ∙ U,

যেখানে C হল ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স ফ্যারাড (F) এ পরিমাপ করা হয়।

ক্যাপাসিটরের ধারণক্ষমতার মান তার একটি প্লেটের চার্জের অনুপাতের সাথে তাদের মধ্যকার ভোল্টেজের সমান, যেমন C = Q/U,

ক্যাপাসিটরের ক্ষমতা প্লেটগুলির আকৃতি, তাদের মাত্রা, পারস্পরিক বিন্যাস, সেইসাথে প্লেটের মধ্যবর্তী মধ্যমের অস্তরক ধ্রুবকের উপর নির্ভর করে।

একটি ফ্ল্যাট ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স, মাইক্রোফ্যারাডে প্রকাশ করা হয়, সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়

C = ((ε0 ∙ εr ∙ S) / d) ∙ 106,

যেখানে ε0 হল ভ্যাকুয়ামের পরম অস্তরক ধ্রুবক, εr হল প্লেটের মধ্যবর্তী মাধ্যমটির আপেক্ষিক অস্তরক ধ্রুবক, S হল প্লেটের ক্ষেত্রফল, m2, d হল প্লেটের মধ্যবর্তী দূরত্ব, m।

ভ্যাকুয়ামের পরম অস্তরক ধ্রুবক হল ধ্রুবক ε0 = 8.855 ∙ 10-12 F⁄m।

ভোল্টেজ U এর অধীনে একটি সমতল ক্যাপাসিটরের প্লেটের মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি E এর মাত্রা E = U / d সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়।

ইন্টারন্যাশনাল সিস্টেম অফ ইউনিটে (SI), বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির একক হল ভোল্ট প্রতি মিটার (V⁄m)।

ভাত। 1. ক্যাপাসিটরের দুল -ভোল্টের বৈশিষ্ট্য: a — রৈখিক, b — নন-লিনিয়ার

যদি ক্যাপাসিটরের প্লেটগুলির মধ্যে অবস্থিত মাধ্যমের আপেক্ষিক ব্যাপ্তিযোগ্যতা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাত্রার উপর নির্ভর না করে, তবে ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স তার টার্মিনালগুলিতে ভোল্টেজের মাত্রা এবং কুলম্ব-ভোল্ট বৈশিষ্ট্যযুক্ত Q-এর উপর নির্ভর করে না। = F (U) রৈখিক (চিত্র 1 , a)।

ফেরোইলেক্ট্রিক ডাইইলেক্ট্রিক সহ ক্যাপাসিটর, যেখানে আপেক্ষিক ব্যাপ্তিযোগ্যতা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির উপর নির্ভর করে, কুলম্ব ভোল্টেজের একটি অরৈখিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে (চিত্র 1, খ)।

এই ধরনের নন-লিনিয়ার ক্যাপাসিটর বা ভ্যারিকনগুলিতে, কুলম্ব বৈশিষ্ট্যের প্রতিটি বিন্দু, উদাহরণস্বরূপ বিন্দু A, একটি স্ট্যাটিক ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে মিলে যায় Cst = Q / U = (mQ ∙ BA) / (mU ∙ OB) = mC ∙ tan⁡ α এবং ডিফারেনশিয়াল ক্যাপাসিট্যান্স Cdiff = dQ / dU = (mQ ∙ BA) / (mU ∙ O'B) = mC ∙ tan⁡β, যেখানে mC হল একটি সহগ যা যথাক্রমে চার্জ এবং ভোল্টেজের জন্য নেওয়া mQ এবং mU স্কেলগুলির উপর নির্ভর করে।

প্রতিটি ক্যাপাসিটর শুধুমাত্র ক্ষমতার মান দ্বারা নয়, অপারেটিং ভোল্টেজ উরাবের মান দ্বারাও চিহ্নিত করা হয়, যা নেওয়া হয় যাতে ফলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি অস্তরক শক্তির চেয়ে কম হয়।অস্তরক শক্তি ভোল্টেজের সর্বনিম্ন মান দ্বারা নির্ধারিত হয় যেখানে ডাইইলেক্ট্রিকের ভাঙ্গন শুরু হয়, এর ধ্বংস এবং অন্তরক বৈশিষ্ট্যের ক্ষতির সাথে।

ডাইলেক্ট্রিকগুলি কেবল তাদের বৈদ্যুতিক শক্তি দ্বারা নয়, একটি খুব বড় বাল্ক রোধ ρV দ্বারাও চিহ্নিত করা হয়, প্রায় 1010 থেকে 1020 Ω • সেমি পর্যন্ত, যখন ধাতুগুলির জন্য এটি 10-6 থেকে 10-4 Ω • দেখুন

তদ্ব্যতীত, ডাইলেক্ট্রিকগুলির জন্য, নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের প্রতিরোধের ধারণা ρS চালু করা হয়, যা পৃষ্ঠের ফুটো কারেন্টের প্রতি তাদের প্রতিরোধকে চিহ্নিত করে। কিছু ডাইলেক্ট্রিকের জন্য, এই মানটি নগণ্য, এবং সেইজন্য তারা ভেঙ্গে যায় না, তবে পৃষ্ঠে বৈদ্যুতিক স্রাব দ্বারা অবরুদ্ধ হয়।

মাল্টি-চেইন বৈদ্যুতিক সার্কিটে অন্তর্ভুক্ত পৃথক ক্যাপাসিটরগুলির টার্মিনালগুলিতে ভোল্টেজের মাত্রা গণনা করার জন্য, অনুরূপ বৈদ্যুতিক সমীকরণগুলি ব্যবহার করার প্রদত্ত EMF উত্সগুলিতে কির্চফের আইনের সমীকরণ সরাসরি বর্তমান সার্কিট জন্য.

সুতরাং, ক্যাপাসিটর সহ একটি মাল্টি-চেইন বৈদ্যুতিক সার্কিটের প্রতিটি নোডের জন্য, বিদ্যুতের পরিমাণ ∑Q = Q0 সংরক্ষণের আইনটি ন্যায়সঙ্গত, যা প্রতিষ্ঠিত করে যে একটি নোডের সাথে সংযুক্ত ক্যাপাসিটরগুলির প্লেটের বীজগণিতিক যোগফল চার্জের বীজগাণিতিক যোগফলের সমান, যা তারা একে অপরের সাথে সংযুক্ত হওয়ার আগে ছিল। ক্যাপাসিটরের প্লেটে প্রাথমিক চার্জের অনুপস্থিতিতে একই সমীকরণটির ফর্ম ∑Q = 0 রয়েছে।

ক্যাপাসিটর সহ একটি বৈদ্যুতিক সার্কিটের যেকোন সার্কিটের জন্য, সমতা ∑E = ∑Q/C সত্য, যা বলে যে সার্কিটে emf এর বীজগণিত যোগফল অন্তর্ভুক্ত ক্যাপাসিটরগুলির টার্মিনালগুলিতে ভোল্টেজগুলির বীজগণিত যোগফলের সমান। এই সার্কিটে।

ভাত। 2.ক্যাপাসিটার সহ মাল্টি-সার্কিট বৈদ্যুতিক সার্কিট

সুতরাং, একটি মাল্টি-সার্কিট বৈদ্যুতিক বর্তনীতে বৈদ্যুতিক শক্তির দুটি উত্স এবং প্রাথমিক শূন্য চার্জ সহ ছয়টি ক্যাপাসিটর এবং নির্বিচারে ভোল্টেজগুলির U1, U2, U3, U4, U5, U6 (চিত্র 2) এর আইনের উপর ভিত্তি করে নির্বাচিত ইতিবাচক দিকনির্দেশ। তিনটি স্বাধীন নোড 1, 2, 3 এর জন্য বিদ্যুতের পরিমাণ সংরক্ষণ আমরা তিনটি সমীকরণ পাই: Q1 + Q6-Q5 = 0, -Q1-Q2-Q3 = 0, Q3-Q4 + Q5 = 0।

তিনটি স্বাধীন সার্কিটের অতিরিক্ত সমীকরণগুলি 1—2—4—1, 2—3—4—2, 1—4—3—1, যখন তাদের ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘিরে থাকে, তখন তাদের ফর্ম E1 = Q1 / C1 + Q2 / C2 -Q6 থাকে / C6, -E2 = -Q3 / C3 -Q4 / C4 -Q2 / C2, 0 = Q6 / C6 + Q4 / C4 + Q5 / C5।

ছয়টি রৈখিক সমীকরণের একটি সিস্টেমের সমাধান আপনাকে প্রতিটি ক্যাপাসিটরের Qi-এ চার্জের পরিমাণ নির্ধারণ করতে এবং Ui = Qi / Ci সূত্র দ্বারা এর টার্মিনাল Ui-এ ভোল্টেজ খুঁজে বের করতে দেয়।

স্ট্রেস Ui-এর সত্যিকারের দিকনির্দেশ, যার মানগুলি একটি বিয়োগ চিহ্ন দিয়ে প্রাপ্ত হয়, সমীকরণগুলি আঁকার সময় প্রাথমিকভাবে অনুমান করা হয় তার বিপরীত।

ক্যাপাসিটর সহ একটি মাল্টি-চেইন বৈদ্যুতিক সার্কিট গণনা করার সময়, এটি কখনও কখনও একটি সমতুল্য তিন-পয়েন্টেড তারকাতে সংযুক্ত ক্যাপাসিটর C1, C2, C3 সহ একটি ডেল্টায় সংযুক্ত ক্যাপাসিটর C12, C23, C31 প্রতিস্থাপন করা দরকারী।

এই ক্ষেত্রে, প্রয়োজনীয় ক্ষমতাগুলি নিম্নরূপ পাওয়া যায়: C1 = C12 + C31 + (C12 ∙ C31) / C23, C2 = C23 + C12 + (C23 ∙ C12) / C31, C3 = C31 + C23 + (C31 ∙ C23 ) / C12।

বিপরীত রূপান্তরে, সূত্রগুলি ব্যবহার করুন: C12 = (C1 ∙ C2) / (C1 + C2 + C3), C23 = (C2 ∙ C3) / (C1 + C2 + C3), C31 = (C3 ∙ C1) / ( C1 + C2 + C3)।

সমান্তরালভাবে সংযুক্ত ক্যাপাসিটার C1, C2, …, Cn একটি একক ক্যাপাসিটর দ্বারা প্রতিস্থাপিত হতে পারে

এবং যখন তারা সিরিজে সংযুক্ত থাকে - একটি ক্যাপাসিটর যার ক্ষমতা

যদি সার্কিটের অন্তর্ভুক্ত ক্যাপাসিটরগুলিতে প্রশংসনীয় বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সহ ডাইলেক্ট্রিক থাকে, তবে এই জাতীয় সার্কিটে ছোট স্রোত উপস্থিত হয়, যার মানগুলি সরাসরি বর্তমান সার্কিট গণনা করার সময় গৃহীত সাধারণ পদ্ধতি এবং প্রতিটির টার্মিনালের ভোল্টেজ দ্বারা নির্ধারিত হয়। স্থির অবস্থায় ক্যাপাসিটর সূত্র দ্বারা পাওয়া যায়

Ui = Ri ∙ Ii,

যেখানে Ri হল ith ক্যাপাসিটরের অস্তরক স্তরের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ, Ii হল একই ক্যাপাসিটরের বর্তমান।

এই বিষয়ে দেখুন: ক্যাপাসিটর চার্জ করা এবং ডিসচার্জ করা