کیپسیٹو وولٹیج ڈیوائڈر

اس پوسٹ میں ہم سیکھتے ہیں کہ فارمولوں اور حل شدہ مثالوں کے ذریعہ ، الیکٹرانک سرکٹس میں کسپسیٹیو وولٹیج ڈیوائڈر سرکٹس کام کرتی ہیں۔

منجانب: دھروجیوتی بسواس

وولٹیج ڈیوائڈر نیٹ ورک کیا ہے؟

وولٹیج ڈیوائڈر سرکٹ کے بارے میں بات کرتے ہوئے ، یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ ڈیوائڈر سرکٹ میں وولٹیج نیٹ ورک سے وابستہ تمام موجودہ اجزاء میں یکساں طور پر تقسیم ہوجاتا ہے ، حالانکہ یہ اجزاء کی تشکیل کی بنا پر صلاحیت مختلف ہوسکتی ہے۔

ایک وولٹیج ڈیوائڈر سرکٹ قابل عمل اجزاء سے باہر یا فکسڈ ریزسٹرس سے بھی بنایا جاسکتا ہے۔

تاہم ، جب کیپسیٹو وولٹیج تقسیم کرنے والوں کا موازنہ کرتے ہیں تو ، مزاحم تقسیم کرنے والے سپلائی میں تعدد کی تبدیلی سے متاثر نہیں رہتے ہیں۔

اس مقالے کا مقصد کپیسیٹو وولٹیج ڈیوائڈرز کے بارے میں تفصیلی تفہیم فراہم کرنا ہے۔ لیکن زیادہ بصیرت حاصل کرنے کے ل cap ، یہ مختلف اہلیتوں پر کیپسیٹیو ری ایکٹنس اور کیپسیٹرز پر اس کے اثر کی تفصیل کے لئے ضروری ہے۔

ایک کپیسیٹر دو کنڈکٹو پلیٹوں سے بنا ہوتا ہے ، جو ایک دوسرے کے متوازی رکھے جاتے ہیں جو اضافی طور پر کسی انسولیٹر کے ساتھ الگ ہوجاتے ہیں۔ ان دونوں پلیٹوں میں ایک مثبت (+) اور دوسری منفی (-) چارج ہے۔

جب کسی کیسیسیٹر پر مکمل طور پر ڈی سی کرینٹ کے ذریعہ چارج کیا جاتا ہے تو ، ڈائی الیکٹرک [مقبول طور پر انسولیٹر کے نام سے جانا جاتا ہے] پلیٹوں میں موجودہ بہاؤ کو جام کردیتا ہے۔

ایک ریزسٹر کے مقابلے میں کیپسیٹر کی ایک اور اہم خصوصیت یہ ہے کہ: ایک کیپسیسیٹر چارج کے دوران کنڈکٹو پلیٹوں پر انرجی اسٹور کرتا ہے ، جو ریزٹر نہیں کرتا ہے ، کیونکہ یہ حرارت کی طرح زیادہ سے زیادہ توانائی کو ہمیشہ خارج کرتا ہے۔

لیکن ایک کیپسیٹر کے ذریعہ ذخیرہ شدہ توانائی سرکٹس میں منتقل ہوتی ہے جو اس کے خارج ہونے والے عمل کے دوران اس کے ساتھ جڑا ہوتا ہے۔

معاوضے کو ذخیرہ کرنے کے لئے کیپسیٹر کی اس خصوصیت کو ری ایکٹنس کہا جاتا ہے ، اور اس کے بعد اسے کاپسیٹیو ری ایکٹینس [ایکس سی] کہا جاتا ہے جس کے لئے اوہم ری ایکٹنس کی پیمائش کا ایک معیاری اکائی ہے۔

خارج ہونے والے کیپسیسیٹر جب ڈی سی بجلی کی فراہمی سے منسلک ہوتا ہے تو ، ابتدائی مرحلے میں رد عمل کم رہتا ہے۔

موجودہ کا کافی حص partہ ایک مختصر مدت کے لئے کپیسیٹر کے ذریعے بہتا ہے ، جس سے ترغیبی پلیٹوں کو تیزی سے چارج ہونے پر مجبور کیا جاتا ہے ، اور یہ بالآخر موجودہ کے مزید گزرنے کو روکتا ہے۔

کس طرح کیپسیٹر بلاکس ڈی سی؟

ایک ریزسٹر میں ، کیپسیٹر سیریز نیٹ ورک میں جب وقت کی مدت 5RC کی حد تک پہنچ جاتی ہے تو ، سندارتر کی کوندکٹو پلیٹیں مکمل طور پر چارج ہوجاتی ہیں ، جو کیپسیٹر کے ذریعہ وصول کردہ چارج کو وولٹیج کی فراہمی کے برابر ہونے کا اشارہ دیتی ہے ، جو مزید موجودہ بہاؤ کو روکتا ہے۔

مزید برآں ، ڈی سی وولٹیج کے زیر اثر اس صورتحال میں سندارتر کا رد عمل زیادہ سے زیادہ حالت [میگا اوہمز] تک پہنچ جاتا ہے۔

AC سپلائی میں کپیسیٹر

کیپسیٹر کو چارج کرنے کے لئے متبادل موجودہ [AC] کے استعمال کے سلسلے میں ، جہاں AC موجودہ بہاؤ ہمیشہ باری باری پولرائزڈ رہتا ہے ، بہاؤ کو حاصل کرنے والے کیپسیسیٹر کو مسلسل پلیٹج لگانے اور اپنی پلیٹوں میں ڈسچارج کرنے کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔

اب اگر ہمارے پاس مستقل موجودہ بہاؤ ہے تو پھر ہمیں بہاؤ کو محدود کرنے کے ل the ری ایکٹانس ویلیو کا بھی تعین کرنے کی ضرورت ہے۔

اہلیت مزاحمت کی قیمت کا تعین کرنے کے عوامل

اگر ہم گنجائش پر ایک نظر ڈالیں تو ہمیں معلوم ہوگا کہ ایک سندارتر کی کوندکٹو پلیٹوں پر معاوضے کی مقدار کاپاکیسینس کی قیمت اور وولٹیج کے متناسب ہے۔

اب جب ایک کاپیسیٹر کو کسی AC ان پٹ سے موجودہ بہاؤ ملتا ہے تو ، وولٹیج کی فراہمی اس کی قیمت میں مستقل تبدیلی سے گزرتی ہے ، جو پلیٹوں کی قدر میں بھی متناسب طور پر تبدیل ہوجاتی ہے۔

اب آئیے اس صورتحال پر غور کریں جہاں ایک کاپاکیٹر میں اہلیت کی اعلی قیمت ہوتی ہے۔

اس صورتحال میں مزاحمت آر کاپاکیٹر charge = RC چارج کرنے کے لئے زیادہ وقت لگتا ہے۔ اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ اگر چارجنگ موجودہ لمبے عرصے تک بہہ رہی ہے تو ری ایکٹنس مخصوص تعدد کے لحاظ سے ایک چھوٹی ویلیو ایکس سی ریکارڈ کرتا ہے۔

یکساں طور پر اگر کسی کیپسیٹر میں گنجائش کی قیمت چھوٹی ہے ، تو سندارتر کو چارج کرنے کے لئے اس میں کم وقت کی ضرورت ہوتی ہے۔

یہ مختصر وقت ایک مختصر وقت کے لئے موجودہ بہاؤ کا سبب بنتا ہے ، جس کے نتیجے میں نسبتا smaller چھوٹی ری ایکٹننس ویلیو ، ایکس سی ہوتا ہے۔

لہذا ، یہ واضح ہے کہ اعلی دھاروں کے ساتھ ہی رد عمل کی قدر چھوٹی اور اس کے برعکس رہتی ہے۔

اور اس طرح کاپسیٹیو ری ایکٹینس ہمیشہ سند کے کیپسی ٹینس ویلیو کے متناسب متناسب ہوتا ہے۔

XC ∝ -1 C

یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ اہلیت کا اظہار کرنا تجزیہ کرنے کے لئے گنجائش واحد عنصر نہیں ہے۔

اے سی وولٹیج کی کم تعدد کے ساتھ ، ریسیانسیس کو مختص شدہ آر سی وقت مستقل کی بنیاد پر مزید وقت کی تیاری مل جاتی ہے۔ مزید برآں ، یہ موجودہ عمل کو بھی روکتا ہے ، جو رد عمل کی اعلی قیمت کا اشارہ کرتا ہے۔

اسی طرح ، اگر اطلاق کی فریکوئنسی زیادہ ہے تو ، ری ایکٹنس چارج اور خارج ہونے والے مادہ کے عمل کو کم وقت سائیکل کی اجازت دیتا ہے۔

مزید برآں ، یہ عمل کے دوران زیادہ موجودہ بہاؤ بھی حاصل کرتا ہے ، جس سے کم رد عمل ظاہر ہوتا ہے۔

تو اس سے یہ ثابت ہوتا ہے کہ ایک سندارتر کی رکاوٹ (AC رد عمل) اور اس کی وسعت تعدد پر منحصر ہے۔ لہذا ، اعلی تعدد کا نتیجہ کم رد عمل اور اس کے برعکس ہوتا ہے ، اور اس طرح یہ نتیجہ اخذ کیا جاسکتا ہے کہ کیپسیٹیو ری ایکٹنس ایکس سی تعدد اور اہلیت کے متضاد متناسب ہے۔

اہلیت کا اظہار کرنے کا مذکورہ نظریہ مندرجہ ذیل مساوات کے ساتھ خلاصہ کیا جاسکتا ہے۔

ایکس سی = 1 / 2π ایف سی

کہاں:

Oh اوہمس میں Xc = اہلیت کا اظہار ، (Ω)


· π (pi) = 3.142 (یا 22 ÷ 7) کی ایک عددی مستقل


t ƒ = ہرٹز میں تعدد ، (ہرٹز)


= C = فرادوں میں گنجائش ، (F)

کیپسیٹو وولٹیج ڈیوائڈر

اس حصے کا مقصد اس بارے میں ایک تفصیلی وضاحت فراہم کرنا ہے کہ فراہمی کی فریکوئینسی کس طرح دو کاپسیٹرز کو بیک سے یا سلسلہ میں منسلک کرتی ہے ، جس کو بہتر طور پر کیپسیٹیو وولٹیج ڈیوائڈر سرکٹ کہا جاتا ہے۔

کیپسیٹو وولٹیج ڈیوائڈر سرکٹ

ایک اہلیت والی وولٹیج ڈیوائڈر کام کرنے کی مثال کے لئے ، آئیے ہم اوپر والے سرکٹ کا حوالہ دیتے ہیں۔ یہاں ، C1 اور C2 سیریز میں ہیں اور 10 وولٹ کی AC بجلی کی فراہمی سے منسلک ہیں۔ دونوں کیپسیٹرز سیریز میں ہونے کی وجہ سے ایک ہی چارج وصول کر رہے ہیں ، کیو.

تاہم ، وولٹیج مختلف رہے گی اور یہ گنجائش V = Q / C کی قدر پر بھی منحصر ہے۔

شکل 1.0 پر غور کرتے ہوئے ، کاپاکیٹر کے پار وولٹیج کا حساب مختلف طریقوں سے طے کیا جاسکتا ہے۔

ایک آپشن یہ ہے کہ کل سرکٹ رکاوٹ اور سرکٹ کرنٹ کا پتہ لگائیں ، یعنی ہر ایک کیپسیٹر پر کیپسیٹو ری ایکٹنس کی قدر کو ٹریس کرنا اور پھر ان میں سے وولٹیج ڈراپ کا حساب لگانا۔ مثال کے طور پر:

مثال 1

اعداد و شمار 1.0 کے مطابق ، بالترتیب C1 اور C2 کے 10uF اور 20uF کے ساتھ ، 10 وولٹ rms @ 80Hz کی sinusoidal وولٹیج کی صورت حال میں سندارتر کے پار ہونے والے rms وولٹیج کے قطرے کا حساب لگائیں۔

C1 10uF سندارتر
Xc1 = 1 / 2πfC = 1 / 2π x 80 x 10uF x 10-6 = 200 اوہم
C2 = 20uF سندارتر
Xc1 = 1 / 2πfC = 1 / 2π x 8000 x 22uF x 10-6 = 90
اوہم

کُل کیپسیٹیو ری ایکٹینس

ایکس سی (کل) = ایکس سی 1 + ایکس سی 2 = 200Ω + 90Ω = 290Ω
Ct = (C1 x C2) / (C1 + C2) = 10uF x 22uF / 10uF + 22uF = 6.88uF
ایکس سی = 1 / 2π ایف سی ٹی = 1/1 / 2π x 80 x 6.88uF = 290Ω

سرکٹ میں موجودہ

I = E / Xc = 10V / 290Ω

وولٹیج سیریلی طور پر دونوں کاپاکیٹر کے لئے گرتا ہے۔ یہاں کیپسیٹو وولٹیج ڈویائڈر کا حساب کتاب کیا جاتا ہے۔

Vc1 = I x Xc1 = 34.5mA x 200Ω = 6.9V
Vc2 = I x Xc2 = 34.5mA x 90Ω = 3.1V

اگر کیپسیٹرز کی قدریں مختلف ہوتی ہیں تو ، چھوٹی ویلیو کاپاکیسیٹر پھر بڑی ویلیو والے کے مقابلے میں زیادہ وولٹیج کا معاوضہ لے سکتا ہے۔

مثال 1 میں ، درج شدہ ولٹیج چارج بالترتیب C1 اور C2 کے لئے 6.9 اور 3.1 ہے۔ چونکہ حساب کتاب کرچوف کے نظریہ وولٹیج پر مبنی ہے ، لہذا انفرادی کیپسیٹر کے ل voltage ولٹیج وولٹ سپلائی وولٹیج کی قیمت کے برابر ہے۔

نوٹ:

دو کیپسیٹرز کے ل The وولٹیج ڈراپ تناسب جو سیریز کیپسیٹو وولٹیج ڈویائڈر سرکٹ سے جڑا ہوا ہے ہمیشہ ایک ہی رہتا ہے یہاں تک کہ اگر فراہمی میں تعدد موجود ہو۔

لہذا مثال کے طور پر 1 ، 6.9 اور 3.1 وولٹ ایک جیسے ہیں ، یہاں تک کہ اگر فراہمی کی فریکوئنسی 80 سے 800 ہ ہرٹج تک ہو۔

مثال 2

مثال کے طور پر 1 میں استعمال ہونے والے اسی کیپسیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے کیپسیٹر وولٹیج ڈراپ کیسے تلاش کریں؟

Xc1 = 1 / 2πfC = 1 / 2π x 8000 x 10uF = 2 اوہم

Xc1 = 1 / 2πfC = 1 / 2π x 8000 x 22uF = 0.9 اوہم

I = V / Xc (کل) = 10 / 2.9 = 3.45 Amps

لہذا ، Vc1 = I x Xc1 = 3.45A x 2Ω = 6.9V

اور ، Vc2 = I x Xc2 = 3.45A x 0.9 Ω = 3.1V

چونکہ سپلائی کی بڑھتی ہوئی فریکوئنسی کے ساتھ وولٹیج کا تناسب دونوں ہی کے لئے یکساں رہتا ہے ، اس کا اثر مشترکہ کیپسیٹو ری ایکٹنس کے کم ہونے کے ساتھ ساتھ سرکٹ سرد رکاوٹ کے طور پر بھی دیکھا جاتا ہے۔

ایک کم رکاوٹ حالیہ بہاؤ کا زیادہ سبب بنتا ہے ، مثال کے طور پر ، 80 ہ ہرٹج پر سرکٹ موجودہ 34.5mA کے ارد گرد ہے ، جبکہ 8 کلو ہرٹز میں موجودہ فراہمی میں 10 گنا اضافہ ہوسکتا ہے ، جو کہ 3.45A کے آس پاس ہے۔

تو یہ نتیجہ اخذ کیا جاسکتا ہے کہ کیپسیٹو وولٹیج ڈویائڈر کے ذریعہ موجودہ کی روانی تعدد کے متناسب ہے ، I. f.

جیسا کہ اوپر تبادلہ خیال کیا گیا ہے ، کپیسیٹو ڈیوائڈر جس میں جڑے ہوئے کپیسیٹرس کی سیریز شامل ہوتی ہے ، وہ سب AC وولٹیج چھوڑ دیتے ہیں۔

درست وولٹیج کا پتہ لگانے کے ل cap ، کیپسیٹو ڈیوائڈر ایک سندارتر کے کیپسیٹیو ری ایکٹینس کی قدر لیں۔

لہذا ، یہ ڈی سی وولٹیج کے ل div تقسیم کار کے طور پر کام نہیں کرتا ہے ، چونکہ ڈی سی میں کیپسیٹرز گرفت کو روکتا ہے اور موجودہ کو روکتا ہے ، جس کی وجہ سے موجودہ نظام کی روانی کم ہوتی ہے۔

تقسیم کار ان معاملات میں استعمال ہوسکتی ہے جہاں فراہمی تعدد کے ذریعہ چلائی جاتی ہے۔

انگلی اسکیننگ آلہ سے لے کر کولیپٹس آسکیلیٹرز تک ، کپیسیٹو وولٹیج ڈیوائڈر کے الیکٹرانک استعمال کی ایک وسیع رینج موجود ہے۔ مینز ٹرانسفارمر کے ل cheap سستے متبادل کے طور پر بھی اسے بڑے پیمانے پر ترجیح دی جاتی ہے جہاں کیپسیٹیو وولٹیج ڈویائڈر اعلی مینوں کو موجودہ ڈراپ کرنے کے لئے کام کرتا ہے۔