ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজক

সূত্র এবং সমাধানের উদাহরণগুলির মাধ্যমে আমরা কীভাবে ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ ডিভাইডার সার্কিটগুলি বৈদ্যুতিন সার্কিটগুলিতে পরিচালনা করি এই পোস্টে learn

By: Dhrubajyoti Biswas

ভোল্টেজ ডিভাইডার নেটওয়ার্ক কী

একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার সার্কিট সম্পর্কে কথা বলার জন্য, এটি লক্ষ্য করা গুরুত্বপূর্ণ যে ডিভাইডার সার্কিটের ভোল্টেজ নেটওয়ার্কের সাথে যুক্ত সমস্ত বিদ্যমান উপাদানগুলির মধ্যে সমানভাবে বিতরণ করা হয়, যদিও উপাদানগুলির গঠন গঠনের ভিত্তিতে ক্ষমতা পৃথক হতে পারে।

একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার সার্কিট প্রতিক্রিয়াশীল উপাদানগুলির বাইরে বা এমনকি স্থির প্রতিরোধকগুলি থেকেও তৈরি করা যেতে পারে।

যাইহোক, ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ ডিভাইডারের সাথে তুলনা করার সময়, প্রতিরোধী ডিভাইডারগুলি সরবরাহের ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তনের সাথে অকার্যকর থাকে।

এই কাগজের উদ্দেশ্য ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজকগুলির একটি বিশদ বোঝাপড়া প্রদান। তবে আরও অন্তর্দৃষ্টি অর্জনের জন্য, ক্যাপাসিটিভ বিক্রিয়া এবং বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে ক্যাপাসিটারগুলিতে এর প্রভাব সম্পর্কে বিস্তারিতভাবে জানানো অত্যাবশ্যক।

একটি ক্যাপাসিটার দুটি পরিবাহী প্লেট দিয়ে তৈরি হয়, একে অপরের সাথে সমান্তরালভাবে স্থাপন করা হয় যা অতিরিক্তভাবে অন্তরক দ্বারা পৃথক করা হয়। এই দুটি প্লেটের একটিতে ইতিবাচক (+) এবং অন্যটি নেতিবাচক (-) চার্জ রয়েছে।

যখন কোনও ক্যাপাসিটারকে ডিসি কারেন্টের মাধ্যমে পুরোপুরি চার্জ করা হয়, তখন ডাইলেট্রিক (জনপ্রিয়ভাবে অন্তরক হিসাবে চিহ্নিত) প্লেটগুলি জুড়ে বর্তমান প্রবাহকে জ্যাম করে।

প্রতিরোধকের তুলনায় ক্যাপাসিটারের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হ'ল: ক্যাপাসিটর চার্জের সময় পরিবাহী প্লেটগুলিতে শক্তি সঞ্চয় করে, যা প্রতিরোধক হ'ল না, কারণ এটি তাপ হিসাবে সর্বদা অতিরিক্ত শক্তি ছাড়ার প্রবণতা রাখে।

তবে ক্যাপাসিটর দ্বারা সঞ্চিত শক্তি তার স্রাব প্রক্রিয়া চলাকালীন তার সাথে সংযুক্ত সার্কিটগুলিতে প্রেরণ করা হয়।

চার্জ সংরক্ষণ করার জন্য ক্যাপাসিটরের এই বৈশিষ্ট্যটিকে রিঅ্যাক্ট্যান্স হিসাবে চিহ্নিত করা হয় এবং আরও ক্যাপাসিটিভ রিঅ্যাক্ট্যান্স [এক্সসি] হিসাবে উল্লেখ করা হয় যার জন্য ওহম বিক্রিয়াটির জন্য পরিমাপের মানক একক।

ডিসি বিদ্যুৎ সরবরাহের সাথে সংযুক্ত হলে একটি স্রাবযুক্ত ক্যাপাসিটার, প্রাথমিক পর্যায়ে বিক্রিয়াটি কম থাকে।

বর্তমানের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ সংক্ষিপ্ত সময়ের জন্য ক্যাপাসিটরের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়, যা পরিবাহী প্লেটগুলি দ্রুত চার্জ করতে বাধ্য করে, এবং এটি অবশেষে বর্তমানের আরও উত্তরণকে বাধা দেয়।

কীভাবে ক্যাপাসিটর ব্লকগুলি ডিসি?

একটি প্রতিরোধকের মধ্যে, ক্যাপাসিটার সিরিজের নেটওয়ার্কের সময়কাল 5RC এর মাত্রায় পৌঁছালে ক্যাপাসিটারের পরিবাহী প্লেটগুলি পুরোপুরি চার্জ হয়ে যায়, যা ক্যাপাসিটর দ্বারা প্রাপ্ত চার্জটিকে ভোল্টেজ সরবরাহের সমান বলে চিহ্নিত করে, যা পরবর্তী কোনও প্রবাহ বন্ধ করে দেয়।

তদ্ব্যতীত, ডিসি ভোল্টেজের প্রভাবে এই পরিস্থিতিতে ক্যাপাসিটরের প্রতিক্রিয়া সর্বোচ্চ অবস্থানে পৌঁছে যায় [মেগা ওহমস]।

এসি সরবরাহে ক্যাপাসিটার

ক্যাপাসিটর চার্জ করতে বিকল্প কারেন্ট [এসি] ব্যবহারের ক্ষেত্রে, এসি বর্তমান প্রবাহ সর্বদা পর্যায়ক্রমে মেরুকৃত হয়, প্রবাহ প্রাপ্ত ক্যাপাসিটরটিকে তার প্লেটগুলি জুড়ে একটি ধ্রুবক চার্জিং এবং স্রাবের শিকার করা হয়।

এখন যদি আমাদের ধ্রুবক বর্তমান প্রবাহ থাকে তবে প্রবাহকে সীমাবদ্ধ করার জন্য আমাদেরও বিক্রিয়া মান নির্ধারণ করতে হবে।

ক্যাপাসিটিভ প্রতিরোধের মান নির্ধারণের জন্য উপাদানগুলি

আমরা যদি ক্যাপাসিট্যান্সের দিকে ফিরে তাকাই আমরা দেখতে পাব যে ক্যাপাসিটরের পরিবাহী প্লেটগুলিতে চার্জের পরিমাণ ক্যাপাসিট্যান্সের মান এবং ভোল্টেজের সাথে আনুপাতিক।

এখন যখন কোনও ক্যাপাসিটার এসি ইনপুট থেকে বর্তমান প্রবাহ পায়, ভোল্টেজ সরবরাহটি তার মানের ধ্রুবক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, যা প্লেটের মানকে খুব আনুপাতিকভাবে পরিবর্তন করে।

এখন এমন একটি পরিস্থিতি বিবেচনা করা যাক যেখানে কোনও ক্যাপাসিটারের ক্যাপাসিট্যান্সের উচ্চমূল্য থাকে।

এই পরিস্থিতিতে প্রতিরোধের আর ক্যাপাসিটরকে চার্জ করতে আরও সময় নেয় R = আরসি। এটি বোঝায় যে চার্জিং কারেন্ট যদি দীর্ঘ সময়ের জন্য প্রবাহিত হয় তবে নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিটির উপর নির্ভর করে বিক্রিয়াটি একটি ছোট মান এক্সসি রেকর্ড করে।

মূলত যদি ক্যাপাসিট্যান্সের ক্যাপাসিট্যান্সের মানটি ছোট হয়, তবে ক্যাপাসিটরটি চার্জ করার জন্য এটির জন্য স্বল্প আরসি সময় প্রয়োজন।

এই সংক্ষিপ্ত সময়ের জন্য স্বল্প সময়ের জন্য স্রোতের প্রবাহ ঘটায় যার ফলস্বরূপ তুলনামূলকভাবে ছোট বিক্রিয়া মান, এক্সসি।

অতএব, এটি স্পষ্ট যে উচ্চতর স্রোতের সাথে বিক্রিয়াটির মান ছোট এবং বিপরীতে থাকে।

এবং এইভাবে ক্যাপাসিটিভ বিক্রিয়া সর্বদা ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স মানের সাথে বিপরীতভাবে সমানুপাতিক হয়।

এক্সসি ∝ -1 সি।

এটা লক্ষণীয় যে ক্যাপাসিট্যান্স ক্যাপাসিটিভ রিঅ্যাক্ট্যান্স বিশ্লেষণের একমাত্র কারণ নয়।

এসি ভোল্টেজের কম ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োগ করা হলে, বরাদ্দ হওয়া আরসি সময় ধ্রুবকটির উপর নির্ভর করে বিক্রিয়াটি আরও বেশি সময় বিকাশ লাভ করে। তদ্ব্যতীত, এটি প্রতিক্রিয়াটির উচ্চতর মানকে নির্দেশ করে বর্তমানটিকেও আটকে দেয়।

একইভাবে, যদি প্রয়োগিত ফ্রিকোয়েন্সি বেশি হয়, তবে বিক্রিয়া চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়াটির জন্য কম সময়চক্রের অনুমতি দেয়।

তদ্ব্যতীত, প্রক্রিয়া চলাকালীন এটি উচ্চতর প্রবাহও গ্রহণ করে, যা কম প্রতিক্রিয়া দেখায়।

সুতরাং এটি প্রমাণ করে যে কোনও ক্যাপাসিটরের প্রতিবন্ধকতা (এসি রিঅ্যাক্ট্যান্স) এবং এর প্রস্থতা ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভর করে। অতএব, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি কম প্রতিক্রিয়া এবং তদ্বিপরীত ফলাফল, এবং এইভাবে সিদ্ধান্ত নেওয়া যেতে পারে যে ক্যাপাসিটিভ বিক্রিয়া এক্সসি ফ্রিকোয়েন্সি এবং ক্যাপাসিট্যান্সের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক।

ক্যাপাসিটিভ রিঅ্যাক্ট্যান্সের কথিত তত্ত্বটি নীচের সমীকরণের সাথে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:

এক্সসি = 1 / 2πfC

কোথায়:

Oh এক্সসি = ওহমসে ক্যাপাসিটিভ বিক্রিয়া, (Ω)


· Π (পাই) = 3.142 (বা 22 ÷ 7) এর একটি সংখ্যার ধ্রুবক


T ƒ = হার্টজে ফ্রিকোয়েন্সি, (হার্জ)


= C = ফ্যারাডসে ক্যাপাসিটেন্স, (চ)

ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজক

এই বিভাগটি সরবরাহের ফ্রিকোয়েন্সিটি কীভাবে দুটি পিছনে বা পিছনে সংযুক্ত ক্যাপাসিটারগুলিকে প্রভাবিত করে, ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজক সার্কিট হিসাবে ভাল বলে অভিহিত করা হয়েছে সে সম্পর্কে একটি বিশদ বিবরণ সরবরাহ করবে।

ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজক সার্কিট

ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজক কার্যকারিতা চিত্রিত করতে, আসুন আমরা উপরের সার্কিটটি উল্লেখ করি। এখানে, সি 1 এবং সি 2 সিরিজে রয়েছে এবং 10 ভোল্টের এসি পাওয়ার সরবরাহের সাথে সংযুক্ত রয়েছে। উভয় সিরিজে থাকা ক্যাপাসিটারগুলি একই চার্জ গ্রহণ করছে, কিউ।

তবে ভোল্টেজ আলাদা থাকবে এবং এটি ক্যাপাসিট্যান্স ভি = কিউ / সি এর মানের উপরও নির্ভরশীল।

চিত্র ১.০ বিবেচনা করে, ক্যাপাসিটর জুড়ে ভোল্টেজের গণনা বিভিন্ন উপায়ে নির্ধারণ করা যায়।

একটি বিকল্প হ'ল মোট সার্কিট প্রতিবন্ধকতা এবং সার্কিট কারেন্ট সন্ধান করা, অর্থাত্ প্রতিটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটিভ রিঅ্যাক্ট্যান্সের মান সন্ধান করা এবং তারপরে তাদের মধ্যে ভোল্টেজ ড্রপ গণনা করা। এই ক্ষেত্রে:

উদাহরণ 1

চিত্র 1.0 অনুসারে, যথাক্রমে 10uF এবং 20uF এর C1 এবং C2 সহ 10 ভোল্ট আরএমএস @ 80Hz এর সাইনোসয়েডাল ভোল্টেজের অবস্থায় ক্যাপাসিটর জুড়ে আরএমএস ভোল্টেজ ড্রপ গণনা করুন।

C1 10uF ক্যাপাসিটার
এক্সসি 1 = 1 / 2πfC = 1 / 2π x 80 x 10uF এক্স 10-6 = 200 ওহম
সি 2 = 20 ইউ এফ ক্যাপাসিটার
এক্সসি 1 = 1 / 2πfC = 1 / 2π x 8000 x 22uF এক্স 10-6 = 90
ওহম

মোট ক্যাপাসিটিভ বিক্রিয়া

এক্সসি (মোট) = এক্সসি 1 + এক্সসি 2 = 200Ω + 90Ω = 290Ω Ω
সিটি = (সি 1 এক্স সি 2) / (সি 1 + সি 2) = 10 ইউএফ x 22uF / 10uF + 22uF = 6.88uF
এক্সসি = 1 / 2πfCt = 1/1 / 2π x 80 x 6.88uF = 290Ω Ω

সার্কিটে কারেন্ট

আই = ই / এক্সসি = 10 ভি / 290Ω Ω

উভয় ক্যাপাসিটরের জন্য ভোল্টেজ ক্রমিকভাবে ড্রপ হয়। এখানে ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজক হিসাবে গণনা করা হয়:

ভিসি 1 = আই এক্স এক্সসি 1 = 34.5 এমএ এক্স 200Ω = 6.9V
ভিসি 2 = আই এক্স এক্সসি 2 = 34.5 এমএ এক্স 90Ω = 3.1V

ক্যাপাসিটারের মানগুলি পৃথক হলে, ছোট মান ক্যাপাসিটার তারপরে বৃহত্তর মানটির তুলনায় উচ্চতর ভোল্টেজকে চার্জ করতে পারে।

উদাহরণ 1-তে, রেকর্ডকৃত ভোল্টেজ চার্জ যথাক্রমে সি 1 এবং সি 2 এর জন্য 6.9 এবং 3.1। এখন যেহেতু গণনাটি কার্চফের ভোল্টেজের তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে, তাই পৃথক ক্যাপাসিটরের মোট ভোল্টেজ ড্রপ সরবরাহের ভোল্টেজের সমান।

বিঃদ্রঃ:

দুটি ক্যাপাসিটারের জন্য ভোল্টেজ ড্রপ অনুপাত যা সিরিজের ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ ডিভাইডার সার্কিটের সাথে সংযুক্ত থাকে সরবরাহের ক্ষেত্রে কোনও ফ্রিকোয়েন্সি থাকলেও সর্বদা একই থাকে।

সুতরাং উদাহরণ হিসাবে 1, 6.9 এবং 3.1 ভোল্ট একই, এমনকি সরবরাহের ফ্রিকোয়েন্সি 80 থেকে 800Hz পর্যন্ত সর্বাধিক করা হলেও।

উদাহরণ 2

উদাহরণ 1 তে ব্যবহৃত একই ক্যাপাসিটারগুলি ব্যবহার করে ক্যাপাসিটার ভোল্টেজ ড্রপ কীভাবে খুঁজে পাবেন?

এক্সসি 1 = 1 / 2πfC = 1 / 2π x 8000 x 10uF = 2 ওহম m

এক্সসি 1 = 1 / 2πfC = 1 / 2π x 8000 x 22uF = 0.9 ওহম

আই = ভি / এক্সসি (মোট) = 10 / 2.9 = 3.45 এমপিএস

অতএব, ভিসি 1 = আই এক্স এক্সসি 1 = 3.45 এ এক্স 2Ω = 6.9V

এবং, ভিসি 2 = আমি এক্স এক্সসি 2 = 3.45 এ এক্স 0.9 Ω = 3.1V

ক্রমবর্ধমান সরবরাহের ফ্রিকোয়েন্সি সহ উভয় ক্যাপাসিটারের জন্য যেমন ভোল্টেজ অনুপাত একই থাকে, এর প্রভাবটি সম্মিলিত ক্যাপাসিটিভ রিঅ্যাক্ট্যান্স হ্রাসের আকারে দেখা যায়, পাশাপাশি মোট সার্কিট প্রতিবন্ধকতার জন্য।

একটি হ্রাস প্রতিবন্ধকতা স্রোতের উচ্চ প্রবাহের কারণ ঘটায়, উদাহরণস্বরূপ, ৮০ হার্জেডের সার্কিট কারেন্টটি প্রায় ৩৪.৫ এমএ এর কাছাকাছি হয়, যেখানে ৮ কেএজেডজেটে বর্তমান সরবরাহের দশগুণ বৃদ্ধি হতে পারে, যা প্রায় 3.45A এর কাছাকাছি।

সুতরাং এটি উপসংহারে আসা যায় যে ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজকের মাধ্যমে স্রোতের প্রবাহটি ফ্রিকোয়েন্সিটির সমানুপাতিক, I ∝ f।

উপরে আলোচিত হিসাবে, ক্যাপাসিটিভ ডিভাইডারগুলির সাথে সংযুক্ত ক্যাপাসিটারগুলির সিরিজ জড়িত, তারা সমস্ত এসি ভোল্টেজ ফেলে দেয়।

সঠিক ভোল্টেজের ড্রপ সন্ধান করতে ক্যাপাসিটিভ ডিভাইডার একটি ক্যাপাসিটারের ক্যাপাসিটিভ রিঅ্যাক্ট্যান্সের মান গ্রহণ করে।

অতএব, এটি ডিসি ভোল্টেজের জন্য বিভাজক হিসাবে কাজ করে না, যেহেতু ডিসিতে ক্যাপাসিটারগুলি গ্রেফতার করে এবং বর্তমানকে অবরুদ্ধ করে, যা শূন্য প্রবাহের কারণ করে।

সরবরাহগুলি ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা চালিত হয় এমন ক্ষেত্রে ডিভাইডার ব্যবহার করা যেতে পারে।

ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজকের বিস্তৃত বৈদ্যুতিন ব্যবহার রয়েছে, ফিঙ্গার স্ক্যানিং ডিভাইস থেকে শুরু করে কলপিটস অসকিলেটর পর্যন্ত। এটি মেইন ট্রান্সফর্মারের জন্য সস্তা বিকল্প হিসাবেও ব্যাপকভাবে অগ্রাধিকার দেওয়া হয় যেখানে ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ বিভাজক উচ্চ মেইনস স্রোতের জন্য নিযুক্ত করা হয়।