capacitors کے ساتھ الیکٹرک سرکٹس

Capacitors کے ساتھ الیکٹرک سرکٹس میں برقی توانائی کے ذرائع اور انفرادی capacitors شامل ہیں۔ کیپسیٹر کسی بھی شکل کے دو کنڈکٹرز کا ایک نظام ہے جو ایک ڈائی الیکٹرک پرت سے الگ ہوتا ہے۔ کیپسیٹر کے کلیمپس کو برقی توانائی کے منبع سے مستقل وولٹیج U کے ساتھ جوڑنا اس کی ایک پلیٹ پر + Q اور دوسری پر -Q جمع ہوتا ہے۔

ان چارجز کی شدت وولٹیج U کے براہ راست متناسب ہے اور اس کا تعین فارمولے سے ہوتا ہے

Q = C ∙ U،

جہاں C کیپیسیٹر کی گنجائش ہے جس کی پیمائش فراڈز (F) میں کی جاتی ہے۔

کپیسیٹر کی صلاحیت کی قدر اس کی پلیٹوں میں سے ایک پر چارج کے ان کے درمیان وولٹیج کے تناسب کے برابر ہے، یعنی C = Q/U،

کپیسیٹر کی صلاحیت کا انحصار پلیٹوں کی شکل، ان کے طول و عرض، باہمی ترتیب کے ساتھ ساتھ پلیٹوں کے درمیان درمیانے درجے کے ڈائی الیکٹرک کنسٹنٹ پر ہوتا ہے۔

ایک فلیٹ کیپیسیٹر کی گنجائش، جس کا اظہار مائکروفراڈس میں ہوتا ہے، فارمولے سے طے ہوتا ہے۔

C = ((ε0 ∙ εr ∙ S) / d) ∙ 106،

جہاں ε0 ویکیوم کا مطلق ڈائی الیکٹرک مستقل ہے، εr پلیٹوں کے درمیان میڈیم کا رشتہ دار ڈائی الیکٹرک مستقل ہے، S پلیٹ کا رقبہ ہے، m2، d پلیٹوں کے درمیان فاصلہ ہے، m۔

ویکیوم کا مطلق ڈائی الیکٹرک مستقل ہے ε0 = 8.855 ∙ 10-12 F⁄m۔

وولٹیج U کے تحت فلیٹ کیپسیٹر کی پلیٹوں کے درمیان الیکٹرک فیلڈ کی طاقت E کی شدت کا تعین فارمولہ E = U/d سے کیا جاتا ہے۔

انٹرنیشنل سسٹم آف یونٹس (SI) میں، برقی میدان کی طاقت کی اکائی وولٹ فی میٹر (V⁄m) ہے۔

چاول۔ 1. کپیسیٹر کے پینڈنٹ وولٹ کی خصوصیات: a — لکیری، b — غیر لکیری

اگر کیپسیٹر کی پلیٹوں کے درمیان واقع میڈیم کی رشتہ دار پارگمیتا برقی میدان کی وسعت پر منحصر نہیں ہے، تو کپیسیٹر کی گنجائش اس کے ٹرمینلز پر وولٹیج کی شدت اور کولمب وولٹ کی خصوصیت Q پر منحصر نہیں ہے۔ = F (U) لکیری ہے (تصویر 1، a)۔

فیرو الیکٹرک ڈائی الیکٹرک والے کیپسیٹرز، جن میں رشتہ دار پارگمیتا برقی میدان کی طاقت پر منحصر ہے، کولمب وولٹیج کی غیر خطی خصوصیت رکھتے ہیں (تصویر 1، بی)۔

ایسے غیر لکیری کیپسیٹرز یا ویریکنز میں، کولمب کی خصوصیت کا ہر ایک نقطہ، مثال کے طور پر پوائنٹ A، ایک جامد اہلیت Cst = Q/U = (mQ ∙ BA) / (mU ∙ OB) = mC ∙ tan⁡ α اور تفریق کیپیسیٹینس Cdiff = dQ / dU = (mQ ∙ BA) / (mU ∙ O'B) = mC ∙ tan⁡β، جہاں mC بالترتیب چارجز اور وولٹیجز کے لیے لیے گئے mQ اور mU کے پیمانے پر منحصر ہے۔

ہر کپیسیٹر کی خصوصیات نہ صرف صلاحیت کی قدر سے ہوتی ہے بلکہ آپریٹنگ وولٹیج Urab کی قدر سے بھی ہوتی ہے، جو اس لیے لی جاتی ہے کہ نتیجے میں برقی فیلڈ کی طاقت ڈائی الیکٹرک طاقت سے کم ہو۔ڈائی الیکٹرک طاقت کا تعین وولٹیج کی سب سے کم قیمت سے کیا جاتا ہے جس پر ڈائی الیکٹرک کا ٹوٹنا شروع ہوتا ہے، اس کے ساتھ اس کی تباہی اور موصلی خصوصیات کے نقصان کے ساتھ۔

ڈائی الیکٹرکس کی خصوصیات نہ صرف ان کی برقی طاقت سے ہوتی ہے، بلکہ ایک بہت بڑی بلک مزاحمت ρV سے بھی ہوتی ہے، جو تقریباً 1010 سے 1020 Ω • سینٹی میٹر تک ہوتی ہے، جبکہ دھاتوں کے لیے یہ 10-6 سے 10-4 Ω • دیکھیں۔

اس کے علاوہ، ڈائی الیکٹرکس کے لیے، مخصوص سطح کی مزاحمت ρS کا تصور متعارف کرایا جاتا ہے، جو سطح کے رساو کے کرنٹ کے خلاف ان کی مزاحمت کو نمایاں کرتا ہے۔ کچھ ڈائی الیکٹرکس کے لیے، یہ قدر غیر معمولی ہے، اور اس لیے وہ ٹوٹتے نہیں ہیں، بلکہ سطح پر برقی مادہ کے ذریعے مسدود ہو جاتے ہیں۔

ملٹی چین برقی سرکٹس میں شامل انفرادی کیپسیٹرز کے ٹرمینلز پر وولٹیج کی وسعت کا حساب کرنے کے لیے، اسی طرح کی برقی مساوات کو استعمال کرنے کے دیے گئے EMF ذرائع پر کرچوف کے قوانین کی مساوات براہ راست موجودہ سرکٹس کے لئے.

لہذا، کیپسیٹرز کے ساتھ ملٹی چین الیکٹرک سرکٹ کے ہر نوڈ کے لیے، بجلی کی مقدار کے تحفظ کا قانون ∑Q = Q0 جائز ہے، جو یہ ثابت کرتا ہے کہ ایک نوڈ سے منسلک کیپسیٹرز کی پلیٹوں پر چارجز کا الجبری مجموعہ ہے۔ چارجز کے الجبری مجموعے کے برابر، جو ایک دوسرے سے منسلک ہونے سے پہلے تھے۔ کیپسیٹر کی پلیٹوں پر ابتدائی چارجز کی عدم موجودگی میں ایک ہی مساوات کی شکل ∑Q = 0 ہے۔

کیپسیٹرز والے برقی سرکٹ کے کسی بھی سرکٹ کے لیے، مساوات ∑E = ∑Q/C درست ہے، جس میں کہا گیا ہے کہ سرکٹ میں ایم ایف کا الجبری مجموعہ شامل کیپسیٹرز کے ٹرمینلز پر وولٹیجز کے الجبری مجموعہ کے برابر ہے۔ اس سرکٹ میں.

چاول۔ 2.کیپسیٹرز کے ساتھ ملٹی سرکٹ الیکٹرک سرکٹ

لہذا، ایک ملٹی سرکٹ الیکٹریکل سرکٹ میں برقی توانائی کے دو ذرائع اور ابتدائی صفر چارجز کے ساتھ چھ کیپسیٹرز اور من مانی طور پر منتخب کردہ مثبت سمتیں U1, U2, U3, U4, U5, U6 (تصویر 2) کے قانون کی بنیاد پر۔ تین آزاد نوڈس 1، 2، 3 کے لیے بجلی کی مقدار کے تحفظ سے ہمیں تین مساوات ملتی ہیں: Q1 + Q6-Q5 = 0، -Q1-Q2-Q3 = 0، Q3-Q4 + Q5 = 0۔

تین آزاد سرکٹس کی اضافی مساواتیں 1—2—4—1, 2—3—4—2, 1—4—3—1، جب انہیں گھڑی کی سمت میں گھیر لیا جائے تو شکل E1 = Q1 / C1 + Q2 / C2 -Q6 ہوتی ہے۔ /C6، -E2 = -Q3 / C3 -Q4 / C4 -Q2 / C2، 0 = Q6 / C6 + Q4 / C4 + Q5 / C5.

چھ لکیری مساوات کے نظام کا حل آپ کو ہر کپیسیٹر Qi پر چارج کی مقدار کا تعین کرنے اور فارمولہ Ui = Qi / Ci کے ذریعہ اس کے ٹرمینلز Ui پر وولٹیج تلاش کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

تناؤ Ui کی حقیقی سمتیں، جن کی قدریں مائنس کے نشان کے ساتھ حاصل کی جاتی ہیں، ان کے برعکس ہیں جو اصل میں اس وقت فرض کیے گئے تھے جب مساوات تیار کی گئی تھیں۔

کیپسیٹرز کے ساتھ ملٹی چین الیکٹرک سرکٹ کا حساب لگاتے وقت، بعض اوقات ڈیلٹا میں جڑے ہوئے Capacitors C12, C23, C31 کو ایک مساوی تین نکاتی ستارے میں جڑے Capacitors C1, C2, C3 کے ساتھ تبدیل کرنا مفید ہوتا ہے۔

اس صورت میں، مطلوبہ اختیارات درج ذیل پائے جاتے ہیں: C1 = C12 + C31 + (C12 ∙ C31) / C23, C2 = C23 + C12 + (C23 ∙ C12) / C31, C3 = C31 + C23 + (C31 ∙ C23 )/C12۔

ریورس ٹرانسفارمیشن میں، فارمولے استعمال کریں: C12 = (C1 ∙ C2) / (C1 + C2 + C3) C23 = (C2 ∙ C3) / (C1 + C2 + C3) C31 = (C3 ∙ C1) / ( C1 + C2 + C3)۔

متوازی طور پر جڑے ہوئے Capacitors C1, C2, …, Cn کو ایک کیپسیٹر سے تبدیل کیا جا سکتا ہے

اور جب وہ سیریز میں جڑے ہوتے ہیں - ایک کپیسیٹر جس کی گنجائش ہے۔

اگر سرکٹ میں شامل کیپسیٹرز میں قابل تعریف برقی چالکتا کے ساتھ ڈائی الیکٹرک ہوتے ہیں، تو اس طرح کے سرکٹ میں چھوٹے کرنٹ نمودار ہوتے ہیں، جن کی قدروں کا تعین ڈائریکٹ کرنٹ سرکٹس اور ہر ایک کے ٹرمینلز پر وولٹیج کا حساب لگاتے وقت اختیار کیے جانے والے معمول کے طریقوں سے ہوتا ہے۔ مستحکم حالت میں کپیسیٹر فارمولے کے ذریعہ پایا جاتا ہے۔

Ui = Ri ∙ Ii،

جہاں Ri ith capacitor کی ڈائی الیکٹرک پرت کی برقی مزاحمت ہے، Ii اسی کپیسیٹر کا کرنٹ ہے۔

اس موضوع پر دیکھیں: کیپسیٹر کو چارج اور ڈسچارج کرنا