संधारित्र ऊर्जा कैलकुलेटर

संधारित्र क्या है?

एक संधारित्र एक मूलभूत इलेक्ट्रॉनिक घटक है जो विद्युत क्षेत्र में अस्थायी रूप से विद्युत ऊर्जा को स्टोर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें दो प्रवाहकीय प्लेटें होती हैं जो एक इन्सुलेट सामग्री द्वारा अलग होती हैं जिसे ढांकता हुआ कहा जाता है। जब एक वोल्टेज स्रोत से जुड़ा होता है, तो संधारित्र अपने प्लेटों पर समान और विपरीत शुल्क जमा करके चार्ज करता है, जिससे उनके बीच एक विद्युत क्षेत्र बन जाता है।

कैसे संधारित्र ऊर्जा स्टोर

संधारित्र विद्युत शुल्क के अलगाव के माध्यम से ऊर्जा को स्टोर करते हैं। जब वोल्टेज को संधारित्र में लागू किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन एक प्लेट पर जमा होते हैं जबकि अन्य प्लेट से समान संख्या में इलेक्ट्रॉनों को खींचा जाता है, जिससे इसे सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है। प्लेटों के बीच ढांकता हुआ पदार्थ इन शुल्कों को एक दूसरे को बेअसर करने से रोकता है, इस प्रकार विद्युत ऊर्जा को विद्युत क्षेत्र के रूप में संग्रहीत करता है।

संधारित्र के प्रकार

विभिन्न प्रकार के संधारित्र उनके गुणों के आधार पर विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं:

• सिरेमिक संधारित्र:तापमान और आवृत्तियों में उच्च स्थिरता के साथ छोटे, सस्ती और बहुमुखी। उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए आदर्श।
• इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र:उच्च समाई मान के साथ ध्रुवीकृत संधारित्र, बिजली आपूर्ति और कम आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• फिल्म संधारित्र:उत्कृष्ट विश्वसनीयता और कम विरूपण, आमतौर पर ऑडियो उपकरण और सिग्नल फ़िल्टरिंग में उपयोग किया जाता है।
• टैंटलम संधारित्र:उच्च विश्वसनीयता और समाई घनत्व के साथ कॉम्पैक्ट, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बिल्कुल सही।
• सुपरकैपेसिटर:ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक उच्च समाई मान, बैटरी और पारंपरिक संधारित्रों की सुविधाओं का संयोजन।

संधारित्र के अनुप्रयोग

संधारित्र आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में कई आवश्यक कार्यों की सेवा:

• ऊर्जा भंडारण:संधारित्र कैमरा चमक और बिजली बैकअप सिस्टम जैसे अनुप्रयोगों में तेजी से निर्वहन के लिए ऊर्जा की दुकान।
• फ़िल्टरिंग:वे बिजली आपूर्ति में वोल्टेज उतार-चढ़ाव को चिकना करते हैं और एसी संकेतों को पारित करने की अनुमति देते हुए डीसी को ब्लॉक करते हैं।
• युग्मन और Decoupling:संधारित्र डीसी घटकों को अवरुद्ध करते समय सर्किट चरणों के बीच एसी सिग्नल संचारित करते हैं।
• समय:प्रतिरोधकों के साथ संयोजन में संधारित्र दोलनों और टाइमर सर्किट में इस्तेमाल होने वाले समय स्थिरांक बनाते हैं।
• पावर फैक्टर सुधार:बड़े संधारित्र प्रतिक्रियाशील शक्ति को कम करके एसी पावर सिस्टम में दक्षता में सुधार करते हैं।
• ट्यूनिंग:चर संधारित्र रेडियो और संचार उपकरण में अनुनाद आवृत्तियों को समायोजित करते हैं।

संधारित्र विन्यास

संधारित्र विशिष्ट सर्किट आवश्यकताओं को प्राप्त करने के लिए विभिन्न विन्यासों में जोड़ा जा सकता है:

रियल वर्ल्ड लिमिटेशन

जबकि आदर्श संधारित्रों में सही विशेषताएं होंगी, वास्तविक संधारित्रों में सीमाएं होंगी:

• रिसाव वर्तमान:छोटी धारा ढांकता हुआ के माध्यम से बहती है, जिससे क्रमिक निर्वहन होता है।
• समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR):आंतरिक प्रतिरोध ऊर्जा हानि और हीटिंग का कारण बनता है।
• विद्युत अवशोषण:संधारित्र निर्वहन के बाद आंशिक शुल्क बनाए रख सकते हैं।
• वोल्टेज रेटिंग:अधिकतम वोल्टेज प्राप्त करने से ढांकता हुआ टूटने का कारण बन सकता है।
• तापमान संवेदनशीलता:समाई तापमान के साथ विशेष रूप से सिरेमिक संधारित्रों में भिन्न हो सकती है।

संधारित्र के इन बुनियादी पहलुओं को समझना प्रभावी ढंग से उन्हें इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में उपयोग करने और ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों में उनकी भूमिका की सराहना करने के लिए आवश्यक है।

संधारित्र में संग्रहीत ऊर्जा इसे चार्ज करने के लिए किया गया काम है। यह ऊर्जा प्लेटों के बीच विद्युत क्षेत्र में संग्रहीत होती है।

गणितीय विचलन

एक संधारित्र को चार्ज करते समय, विद्युत क्षेत्र के खिलाफ काम करना चाहिए जो प्लेटों के बीच निर्माण करता है। संग्रहीत ऊर्जा संचयी कार्य का प्रतिनिधित्व करती है जो एक प्लेट से दूसरे तक सभी चार्ज को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक है।

वैकल्पिक ऊर्जा संरचना

संधारित्र में संग्रहीत ऊर्जा को विभिन्न तरीकों से व्यक्त किया जा सकता है, जिसके आधार पर चर ज्ञात हैं:

ऊर्जा घनत्व

संधारित्र की ऊर्जा घनत्व प्रति इकाई मात्रा संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा है। प्लेट क्षेत्र ए और अलगाव दूरी के साथ समानांतर प्लेट संधारित्र के लिए:

यह दर्शाता है कि उच्च क्षमता वाली सामग्रियों के साथ संधारित्र और जो मजबूत विद्युत क्षेत्रों का सामना कर सकते हैं वे दिए गए वॉल्यूम में अधिक ऊर्जा स्टोर कर सकते हैं।

संधारित्र ऊर्जा की गणना करने के लिए इन चरणों का पालन करें:

1. 1
   संधारित्र की समाई को मापें
2. 2
   संधारित्र में वोल्टेज को मापें
3. 3
   वोल्टेज वर्ग
4. 4
   आधे से अधिक समाई

आम संधारित्र मान:

• इलेक्ट्रोलाइटिक: 1 μF से 10000 μF
• सिरेमिक: 1 pf से 1 μf
• टैंटलम: 0.1 μF से 1000 μF
• फिल्म: 0.001 μF से 100 μF
• सुपरकैपेसिटर: 0.1 F से 5000 F