वायु संधारित्र क्या है: सर्किट, कार्य और इसके अनुप्रयोग

ए चर संधारित्र एक प्रकार का संधारित्र है जिसका एक चर समाई मान होता है। इस संधारित्र इसमें दो प्लेट शामिल हैं जहां इन प्लेटों के बीच के क्षेत्र को संधारित्र की धारिता को बदलने के लिए बस समायोजित किया जाता है। ये कैपेसिटर दो प्रकार के एयर कैपेसिटर और ट्रिमर कैपेसिटर में उपलब्ध हैं। आम तौर पर, इन कैपेसिटर का उपयोग विशेष रूप से में किया जाता है एलसी सर्किट रेडियो के भीतर आवृत्ति ट्यूनिंग के लिए। तो यह लेख एक प्रकार के चर कैपेसिटर के अवलोकन पर चर्चा करता है जैसे a वायु संधारित्र - कार्य और उसके अनुप्रयोग।

एयर कैपेसिटर क्या है?

एक वायु संधारित्र परिभाषा एक संधारित्र है जो ढांकता हुआ माध्यम के रूप में हवा का उपयोग करता है। इस संधारित्र को एक निश्चित या परिवर्तनशील समाई रूप में डिजाइन किया जा सकता है। फिक्स्ड कैपेसिटेंस प्रकार का उपयोग अक्सर नहीं किया जाता है क्योंकि अलग-अलग होते हैं कैपेसिटर के प्रकार बेहतर विशेषताओं के साथ उपलब्ध है जबकि परिवर्तनीय समाई प्रकार उनके सरल निर्माण के कारण अधिक बार उपयोग किया जाता है।

एयर कैपेसिटर आम तौर पर अर्धवृत्ताकार धातु प्लेटों के दो सेटों से बने होते हैं जो एक हवा के माध्यम से अलग होते हैं ढांकता हुआ सामग्री . इन धातु प्लेटों में, एक सेट स्थायी होता है और दूसरा सेट एक शाफ्ट से जुड़ा होता है जो ऑपरेटर को आवश्यकता पड़ने पर समाई को बदलने के लिए असेंबली को चालू करने की अनुमति देता है। जब दो धातु प्लेटों के बीच ओवरलैप बड़ा होता है, तो समाई अधिक होती है। तो धातु प्लेटों के दो सेटों के बीच ओवरलैप अधिकतम होने पर उच्चतम कैपेसिटेंस स्थिति प्राप्त होती है जबकि ओवरलैप न होने पर सबसे कम कैपेसिटेंस स्थिति प्राप्त होती है। बेहतर समाई नियंत्रण के लिए, बेहतर ट्यूनिंग और बढ़ी हुई सटीकता के लिए, कमी गियर तंत्र का उपयोग किया जाता है।

एयर कैपेसिटर का एक छोटा कैपेसिटेंस मान होता है जो 100 pF - 1 nF से लेकर होता है जबकि ऑपरेटिंग वोल्टेज 10 से 1000V तक होता है। डाइइलेक्ट्रिक का ब्रेकडाउन वोल्टेज कम होता है इसलिए कैपेसिटर के भीतर इलेक्ट्रिकल ब्रेकडाउन बदल जाएगा जिससे एयर कैपेसिटर की खराब कार्यप्रणाली हो सकती है।

एयर कैपेसिटर निर्माण और इसकी कार्यप्रणाली

एक वायु संधारित्र की तरह एक समायोज्य संधारित्र में एक केंद्रीय शाफ्ट के शीर्ष पर अर्ध-गोलाकार, घूमने वाली एल्यूमीनियम प्लेटों की एक श्रृंखला शामिल होती है, जो निश्चित एल्यूमीनियम प्लेटों के समान दूरी वाले सेट के बीच व्यवस्थित होती है। इस संधारित्र में एक नियंत्रण छड़ को पारित करने के लिए इसके केंद्र के भीतर एक ड्रिल किया हुआ छेद होता है। इस छड़ को नियंत्रित करने के लिए, वैकल्पिक डिस्क को अन्य सभी में स्वतंत्र रूप से पारित करने के लिए जोड़ा जाता है जिसका अर्थ है कि डिस्क सेट को दो समूहों में कुशलतापूर्वक अलग किया जाता है जो संयुक्त रूप से संधारित्र के दो प्लेट क्षेत्रों का निर्माण करते हैं।

एक बार जब संधारित्र डिस्क अर्ध-गोलाकार आकार में हो जाती है, तो गतिमान सेट को मोड़ने से वह मात्रा उत्पन्न हो जाती है जिसमें दो समूह पूरे प्लेट क्षेत्र में बदलने के लिए ओवरलैप करते हैं। जब इस संधारित्र का समाई उसके पूरे प्लेट क्षेत्र पर निर्भर करता है, तो क्षेत्र के भीतर परिवर्तन घटक के समाई के भीतर एक समान परिवर्तन का कारण बन सकता है, इसलिए एक ऑपरेटर को घटक के मूल्य को इच्छानुसार संशोधित करने की अनुमति है।

जब चलती एल्यूमीनियम प्लेटों को घुमाया जाता है, और स्थिर और चलती प्लेटों के बीच ओवरलैप की मात्रा बदल जाएगी। प्लेटों के इन सेटों के बीच की हवा एक प्रभावी ढांकता हुआ की तरह काम करती है जो सेट को एक दूसरे से अलग करती है। जब संधारित्र की धारिता प्लेट के पारस्परिक आकार पर निर्भर करती है, तो यह समायोजन केवल वायु संधारित्र मान को समायोजित करने की अनुमति देता है।

एयर कैपेसिटर सर्किट

सरल वायु संधारित्र परिपथ नीचे दिखाया गया है। यह संधारित्र हवा को एक परावैद्युत के रूप में उपयोग करता है और इसे दो धातुयुक्त पन्नी या धातु की प्लेटों का उपयोग करके एक दूसरे से कुछ दूरी के समानांतर जोड़कर बनाया गया है। कैपेसिटर प्लेटों पर ऊर्जा को विद्युत आवेश के रूप में संग्रहीत करते हैं।

एक बार जब दो प्लेटों पर आवेश को मापने के लिए एक वायु संधारित्र पर एक वोल्टेज लगाया जाता है, तो 'Q' आवेश का 'V' वोल्टेज से अनुपात संधारित्र के लिए समाई का मान प्रदान करेगा, यह इस प्रकार दिया जाता है जैसे C = क्यू / वी। यह समीकरण दो प्लेटों जैसे Q = C x V पर आवेश मात्रा को मापने का सूत्र प्रदान करने के लिए भी लिखा जा सकता है।

एक बार जब संधारित्र में विद्युत प्रवाह की आपूर्ति की जाती है, तो यह चार्ज हो जाता है, इस प्रकार इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र बहुत मजबूत हो जाएगा क्योंकि यह दो प्लेटों के बीच अधिक ऊर्जा संग्रहीत करता है।

इसी तरह, जब एयर कैपेसिटर से करंट प्रवाहित होता है तो इन दोनों प्लेटों के बीच संभावित अंतर कम हो जाएगा और जब विद्युत ऊर्जा प्लेटों से दूर हो जाती है तो इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र कम हो जाता है। तो कैपेसिटेंस एक कैपेसिटर के गुणों में से एक है जिसका उपयोग इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड फॉर्म में अपनी दो प्लेटों पर इलेक्ट्रिक चार्ज को स्टोर करने के लिए किया जाता है।

वायु संधारित्र की पारगम्यता

पारगम्यता को प्रत्येक सामग्री की संपत्ति के रूप में परिभाषित किया जा सकता है अन्यथा विद्युत क्षेत्र के गठन के खिलाफ प्रतिरोध को मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला माध्यम। इसे ग्रीक अक्षर 'ϵ' (एप्सिलॉन) से दर्शाया जाता है और इसकी इकाई एफ/एम या फैराड प्रति मीटर है।

यदि हम एक संधारित्र पर विचार करते हैं जिसमें दो प्लेटें शामिल हैं जो दूरी 'd' से अलग होती हैं, तो इन दो प्लेटों के बीच हवा जैसे परावैद्युत माध्यम का उपयोग किया जाता है। संधारित्र की दो प्लेटों के बीच में अणु उपस्थित होते हैं जो विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण बनाते हैं। विद्युत द्विध्रुव का अर्थ है, विपरीत और समान आवेशों का एक युग्म। उदाहरण के लिए, एक एकल अणु में एक सिरे पर एक धनात्मक आवेश और दूसरे सिरे पर एक ऋणात्मक आवेश होता है जिसे कुछ दूरी से अलग किया जाता है जैसा कि निम्नलिखित आकृति में दिखाया गया है।

निम्नलिखित आरेख में, अणुओं को आमतौर पर संधारित्र प्लेटों के भीतर यादृच्छिक रूप से संरेखित किया जाता है। एक बार जब हम इन प्लेटों पर बाहरी रूप से एक विद्युत क्षेत्र लागू करते हैं तो संधारित्र के भीतर के अणु बेहतर तरीके से खुद को लाइन में लाते हैं जिसे ध्रुवीकरण के रूप में जाना जाता है। तो, उनका द्विध्रुवीय क्षण अपना विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। यह विद्युत क्षेत्र बाहरी रूप से लगाए गए विद्युत क्षेत्र का विरोध करता है, इस प्रकार यह दो चुम्बकों के समान ध्रुव की तरह हो जाता है जो एक दूसरे का विरोध करते रहते हैं।

जब अणु अपने आप को रेखाबद्ध करते हैं या वे अधिक ध्रुवीकृत होते हैं, तो वे बाहरी विद्युत क्षेत्र का विरोध करते हैं जिसे हम पारगम्यता कहते हैं। यहां, पारगम्यता सामग्री या माध्यम द्वारा बाहरी विद्युत क्षेत्र में दिए गए प्रतिरोध को मापती है।

यदि माध्यम की पारगम्यता अधिक है, तो उस माध्यम के अणु बेहतर ध्रुवीकरण करते हैं और इस प्रकार वे बाहरी विद्युत क्षेत्र के लिए अधिक प्रतिरोध प्रदान करते हैं। इसी तरह, यदि माध्यम की पारगम्यता कम है, तो अणु कमजोर रूप से ध्रुवीकरण करते हैं, इसलिए वे बाहरी विद्युत क्षेत्र के लिए कम प्रतिरोध प्रदान करते हैं।

पारगम्यता स्थिर नहीं है, इसलिए यह तापमान, आर्द्रता, मध्यम प्रकार, क्षेत्र की आवृत्ति, विद्युत क्षेत्र की ताकत आदि जैसे विभिन्न कारकों के साथ बदलती रहती है।

संधारित्र की धारिता को निर्धारित करने में पारगम्यता एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। तो, एक समानांतर प्लेट कैपेसिटर की कैपेसिटेंस की गणना की जाती है

सी = ϵ एक्स ए / डी

कहाँ पे,

'ए' एक प्लेट का क्षेत्रफल है।

'd' दो संधारित्र प्लेटों के बीच की दूरी है।

'ϵ' कैपेसिटर की दो प्लेटों के बीच माध्यम की पारगम्यता है।

यदि आप निम्नलिखित कैपेसिटर का निरीक्षण करते हैं, तो परमिटिटिविटी कैपेसिटर की कैपेसिटेंस को स्पष्ट रूप से प्रभावित कर सकती है।
निम्नलिखित दो संधारित्रों में बायीं ओर के संधारित्र में प्रयुक्त परावैद्युत वायु है। तो इस वायु संधारित्र की सापेक्ष पारगम्यता कम> 1 यानी 1.0006 है।

इसी तरह, दूसरे कैपेसिटर में, इस्तेमाल किया जाने वाला डाइलेक्ट्रिक ग्लास है। तो इस संधारित्र की पारगम्यता लगभग 4.9 से 7.5 है। तो, एक वायु संधारित्र की तुलना में, कांच के ढांकता हुआ संधारित्र में उच्च पारगम्यता होती है।

तो, कम पारगम्यता वाली सामग्री कम समाई प्रदान करेगी और उच्च पारगम्यता वाली सामग्री उच्च समाई प्रदान करेगी। इस प्रकार, धारिता मूल्य तय करने में पारगम्यता एक प्रमुख भूमिका निभाती है।

विशेषताएं

एक वायु संधारित्र की विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं।

• एयर कैपेसिटर गैर-ध्रुवीय होते हैं जिसका अर्थ है कि इन कैपेसिटर को एसी अनुप्रयोगों में सुरक्षित रूप से उपयोग किया जा सकता है जब तक कि उच्चतम वोल्टेज रेटिंग पार न हो जाए।
• इन कैपेसिटर में एक छोटा कैपेसिटेंस होता है जो 100pF और 1nF के बीच होता है।
• अधिकतम ऑपरेटिंग वोल्टेज मुख्य रूप से संधारित्र के भौतिक आयामों पर निर्भर करता है।
• एक उच्च कार्यशील वोल्टेज की आवश्यकता होती है कि हवा के विद्युत टूटने से बचने के लिए दो प्लेटों के बीच की जगह पर्याप्त हो।
• हवा की ढांकता हुआ ताकत कई अन्य सामग्रियों की तुलना में कम है, जो इन कैपेसिटर को उच्च वोल्टेज के लिए अनुपयुक्त बनाती है।

लाभ

एयर कैपेसिटर के फायदे निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इसमें कम लीकेज करंट होता है जिसका अर्थ है कि इस कैपेसिटर के भीतर ऑपरेटिंग नुकसान न्यूनतम हैं, खासकर अगर आर्द्रता अधिक नहीं है।
• इन्सुलेशन प्रतिरोध उच्च है।
• अच्छी स्थिरता।
• इनमें ब्रेकडाउन वोल्टेज कम होता है।
• अपव्यय कारक कम है।

एयर कैपेसिटर के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• एयर कैपेसिटर बड़े आकार में उपलब्ध हैं।
• इन कैपेसिटर की धारिता कम होती है।
• ये महंगे हैं।
• यह अन्य कैपेसिटर की तुलना में अधिक जगह घेरता है।

अनुप्रयोग

वायु संधारित्रों के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• यह संधारित्र आमतौर पर गुंजयमान, एलसी सर्किट में उपयोग किया जाता है, जिसे समाई के भीतर परिवर्तन की आवश्यकता होती है। इन
• सर्किट में एंटीना ट्यूनर के लिए रेडियो ट्यूनर, फ़्रीक्वेंसी मिक्सर और प्रतिबाधा मिलान घटक शामिल हैं।
• इनका उपयोग सामान्य रूप से किया जाता है जहां अनुनाद सर्किट की तरह समायोज्य समाई आवश्यक होती है।
• इस कैपेसिटर का उपयोग रेडियो सर्किट को ट्यून करने के लिए किया जाता है और सर्किट में भी जहां कम नुकसान की आवश्यकता होती है।

इस प्रकार, यह एक हवा का अवलोकन है संधारित्र - कार्य अनुप्रयोगों के साथ। ये कैपेसिटर एल्यूमीनियम से बने होते हैं और ये बहुत मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों में अच्छी तरह से काम करते हैं। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, संधारित्र में परावैद्युत क्या है?