ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার এবং ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলির মধ্যে পার্থক্য

ক্যাপাসিটারগুলি বিভিন্ন বৈদ্যুতিন এবং বৈদ্যুতিক সার্কিটগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, শক্তি সঞ্চয়, ভোল্টেজ স্থিতিশীলকরণ এবং ফিল্টারিংয়ে মৌলিক ভূমিকা পালন করে। বিভিন্ন ধরণের ক্যাপাসিটারগুলির মধ্যে, ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার এবং ফিল্ম ক্যাপাসিটার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় তবে এগুলি নির্মাণ, কর্মক্ষমতা এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলির ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক। এই ব্লগে, আমরা কেবল মূল পার্থক্যগুলি অন্বেষণ করব না তবে সার্কিটগুলিতে তাদের আচরণটি আরও ভালভাবে বোঝার জন্য কিছু প্রযুক্তিগত গণনায় ডুব দেব।

1। নির্মাণ এবং ডাইলেট্রিক উপকরণ

• ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার::::::::::
  ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি দুটি পরিবাহী প্লেট (সাধারণত অ্যালুমিনিয়াম বা ট্যানটালাম) ব্যবহার করে নির্মিত হয়, একটি অক্সাইড স্তর ডাইলেট্রিক হিসাবে পরিবেশন করে। দ্বিতীয় প্লেটটি সাধারণত তরল বা শক্ত ইলেক্ট্রোলাইট হয়। অক্সাইড স্তরটি অত্যন্ত পাতলা কাঠামোর কারণে ইউনিট ভলিউম প্রতি উচ্চ ক্যাপাসিট্যান্স সরবরাহ করে। এই ক্যাপাসিটারগুলি মেরুকৃত হয়, সার্কিটের সঠিক মেরুতা প্রয়োজন।

• ফিল্ম ক্যাপাসিটার:
  ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলি পাতলা প্লাস্টিকের ফিল্মগুলি (যেমন পলিপ্রোপিলিন, পলিয়েস্টার বা পলিকার্বোনেট) ডাইলেট্রিক উপাদান হিসাবে ব্যবহার করে। এই ফিল্মগুলি দুটি ধাতব স্তরের মধ্যে ক্ষত বা স্ট্যাকযুক্ত, যা প্লেট হিসাবে কাজ করে। ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলি অ-মেরুযুক্ত, এসি এবং ডিসি উভয় সার্কিটগুলিতে তাদের ব্যবহারযোগ্য করে তোলে।

2. ক্যাপাসিট্যান্স গণনা

ক্যাপাসিট্যান্স ( $গ$ ) একটি সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরের, যা ইলেক্ট্রোলাইটিক এবং ফিল্ম ক্যাপাসিটার উভয় ক্ষেত্রেই প্রযোজ্য, সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়:

$$গ = \চআরac{\ vaআরepsilon_0 \ vaআরepsilon_আর ক}{ডি}$$

কোথায়:

• $গ$ = ক্যাপাসিট্যান্স (ফ্যারাডস, এফ)

• $\vaআরepsilon_0$ = মুক্ত স্থানের অনুমতি ( $8.854 \tiমিes 10^{-12}$ এফ/এম)

• $\varepsilon_r$ = ডাইলেট্রিক উপাদানের আপেক্ষিক অনুমতি

• $ক$ = প্লেটের ক্ষেত্র (মি²)

• $ডি$ = প্লেটের মধ্যে দূরত্ব (এম)

উদাহরণ গণনা : অক্সাইড ডাইলেট্রিক ব্যবহার করে একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের জন্য ( $\ varepsilon_r = 8.5$ ), একটি প্লেট অঞ্চল সহ $10^{-4} \, \text{মি}^2$ এবং একটি পৃথকীকরণ $10^{-6} \, \text{m}$ :

$$গ = \চrac{8.854 \times 10^{-12} \times 8.5 \times 10^{-4}}{10^{-6}} = 7.53 \times 10^{-9} \, \text{চ} = 7.53 \, \text{এনএফ}$$

পলিপ্রোপিলিন ব্যবহার করে একটি ফিল্ম ক্যাপাসিটরের জন্য ( $\ varepsilon_r = 2.2$ ), একই প্লেট অঞ্চল এবং একটি ডাইলেট্রিক বেধ $10^{-6} \, \text{m}$ :

$$গ = \চrac{8.854 \times 10^{-12} \times 2.2 \times 10^{-4}}{10^{-6}} = 1.95 \times 10^{-9} \, \text{F} = 1.95 \, \text{nF}$$

গণনাটি দেখায়, অক্সাইড উপাদানের উচ্চতর আপেক্ষিক অনুমতিের কারণে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি একই প্লেট অঞ্চল এবং ডাইলেট্রিক বেধের জন্য উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর ক্যাপাসিট্যান্স সরবরাহ করে।

3. সমতুল্য সিরিজ প্রতিরোধের (ইএসআর)

• ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার :

  ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি উচ্চতর থাকে সমতুল্য সিরিজ প্রতিরোধের (ইএসআর) ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলির তুলনায়। ইএসআর হিসাবে গণনা করা যেতে পারে:

$$ইএসR = \চrac{1}{2 \pi চ গ প্রশ্ন}$$

কোথায় :

• $f$ = অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি (হার্জ)

• $C$ = ক্যাপাসিট্যান্স (চ)

• $প্রশ্ন$ = মানের ফ্যাক্টর

ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি প্রায়শই তাদের অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের এবং ইলেক্ট্রোলাইট ক্ষতির কারণে 0.1 থেকে বেশ কয়েকটি ওহমের পরিসরে ইএসআর মান থাকে। এই উচ্চতর ইএসআর তাদের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে কম দক্ষ করে তোলে, যার ফলে তাপ অপচয় হ্রাস বৃদ্ধি পায়।

• ফিল্ম ক্যাপাসিটার :

  ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলি সাধারণত খুব কম ইএসআর থাকে, প্রায়শই মিলিওএইচএম পরিসরে, এগুলি ফিল্টারিং এবং স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের মতো উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অত্যন্ত দক্ষ করে তোলে। নিম্ন ইএসআর এর ফলে ন্যূনতম শক্তি হ্রাস এবং তাপ উত্পাদন হয়।

ইএসR উদাহরণ :
সঙ্গে একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারের জন্য $সি = 100 \, \ মিউ এফ$ , একটি ফ্রিকোয়েন্সি অপারেটিং $f = 50 \, \text{এইচজেড}$ এবং একটি মানের ফ্যাক্টর $প্রশ্ন = 20$ :

$$ESR = \frac{1}{2 \pi \times 50 \times 100 \times 10^{-6} \times 20} = 0.159 \, \Omega$$

একই ক্যাপাসিট্যান্স এবং অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি ফিল্ম ক্যাপাসিটরের জন্য তবে একটি উচ্চ মানের ফ্যাক্টর $প্রশ্ন = 200$ :

$$ESR = \frac{1}{2 \pi \times 50 \times 100 \times 10^{-6} \times 200} = 0.0159 \, \Omega$$

এটি দেখায় যে ফিল্মের ক্যাপাসিটারগুলি অনেক কম ইএসআর রয়েছে, তাদের উচ্চ-পারফরম্যান্স, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে।

4। রিপল বর্তমান এবং তাপীয় স্থায়িত্ব

• ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার :
  ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলির সীমিত রিপল বর্তমান হ্যান্ডলিং ক্ষমতা রয়েছে বলে জানা যায়। রিপল কারেন্ট ইএসআর এর কারণে তাপ উত্পন্ন করে এবং অতিরিক্ত রিপল ইলেক্ট্রোলাইটকে বাষ্পীভূত করতে পারে, যা ক্যাপাসিটার ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। রিপল কারেন্ট রেটিং একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার, বিশেষত বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং মোটর ড্রাইভ সার্কিটগুলিতে।

  সূত্রটি ব্যবহার করে রিপল কারেন্ট অনুমান করা যায়:

$$পি_{\text{ক্ষতি}} = আমি_{\text{রিপল}}^2 \times ESR$$

কোথায়:

• $পি_{\text{ক্ষতি}}$ = বিদ্যুৎ ক্ষতি (ওয়াটস)

• $I_{\text{ripple}}$ = রিপল কারেন্ট (এম্পেরেস)

যদি 0.1 ওহমের ইএসআর সহ 100 µF ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারে রিপল কারেন্টটি 1 এ:

$$P_{\text{loss}} = 1^2 \times 0.1 = 0.1 \, \text{W}$$

• ফিল্ম ক্যাপাসিটার:

  ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলি, তাদের কম ইএসআর সহ, ন্যূনতম তাপ উত্পাদন সহ উচ্চতর রিপল স্রোতগুলি পরিচালনা করতে পারে। এটি তাদের এসি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ করে তোলে, যেমন স্নুবার সার্কিট এবং মোটর চালানো ক্যাপাসিটারগুলি, যেখানে বড় বর্তমানের ওঠানামা ঘটে।

5। ভোল্টেজ রেটিং এবং ব্রেকডাউন

• ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার:
  ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি সাধারণত কম ভোল্টেজ রেটিং থাকে, সাধারণত 6.3V থেকে 450V পর্যন্ত থাকে। ওভারভোল্টেজ ডাইলেট্রিক ব্রেকডাউন এবং চূড়ান্ত ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যেতে পারে। অক্সাইড স্তরটি ক্ষতিগ্রস্থ হলে তাদের নির্মাণ তাদের শর্ট সার্কিটগুলিতে আরও ঝুঁকিপূর্ণ করে তোলে।

• ফিল্ম ক্যাপাসিটার:
  ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলি, বিশেষত যারা পলিপ্রোপিলিন ডাইলেট্রিকযুক্ত, তারা অনেক বেশি ভোল্টেজ পরিচালনা করতে পারে, প্রায়শই 1000V ছাড়িয়ে যায়। এটি তাদের উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে, যেমন ডিসি-লিংক সার্কিট, যেখানে ভোল্টেজের স্থায়িত্ব গুরুত্বপূর্ণ।

6 .. আয়ু এবং নির্ভরযোগ্যতা

• ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার:
  ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের আয়ু তাপমাত্রা, রিপল কারেন্ট এবং অপারেটিং ভোল্টেজ দ্বারা প্রভাবিত হয়। থাম্বের সাধারণ নিয়মটি হ'ল তাপমাত্রায় প্রতি 10 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড বৃদ্ধির জন্য আয়ু অর্ধেক হয়। তারাও সাপেক্ষে ক্যাপাসিটার বার্ধক্য , সময়ের সাথে সাথে ইলেক্ট্রোলাইট শুকিয়ে যায়।

• ফিল্ম ক্যাপাসিটার:
  ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলি একটি দীর্ঘ অপারেশনাল জীবনের সাথে অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য, প্রায়শই রেটযুক্ত পরিস্থিতিতে 100,000 ঘন্টা ছাড়িয়ে যায়। তারা দীর্ঘমেয়াদী, উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য তাদের আদর্শ করে তোলে, বার্ধক্য এবং পরিবেশগত কারণগুলির বিরুদ্ধে প্রতিরোধী।

7। অ্যাপ্লিকেশন

• ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার:

  • বিদ্যুৎ সরবরাহ ফিল্টারিং

  • অডিও সার্কিট (সিগন্যাল স্মুথিং)

  • মোটর স্টার্ট সার্কিট

  • লো-ভোল্টেজ সার্কিটগুলিতে শক্তি সঞ্চয়

• ফিল্ম ক্যাপাসিটার:

  • উচ্চ-ভোল্টেজ এসি/ডিসি সার্কিট

  • সার্জ সুরক্ষার জন্য স্নুবার সার্কিট

  • মোটর চালানো ক্যাপাসিটার

  • ইএমআই/আরএফআই দমন

তো কোন ক্যাপাসিটার নির্বাচন করবেন?

ইলেক্ট্রোলাইটিক এবং ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলির মধ্যে নির্বাচন করা অ্যাপ্লিকেশনটির নির্দিষ্ট প্রয়োজনের উপর নির্ভর করে। ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি একটি কমপ্যাক্ট আকারে উচ্চ ক্যাপাসিট্যান্স সরবরাহ করে এবং লো-ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ব্যয়বহুল। যাইহোক, তাদের উচ্চতর ইএসআর, স্বল্প আয়ু এবং তাপমাত্রার সংবেদনশীলতা তাদের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-নির্ভরযোগ্যতা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য কম আদর্শ করে তোলে।

ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলি, তাদের উচ্চতর নির্ভরযোগ্যতা, কম ইএসআর এবং উচ্চ-ভোল্টেজ হ্যান্ডলিং সহ এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পছন্দ করা হয় যা উচ্চ কার্যকারিতা এবং স্থায়িত্ব যেমন এসি মোটর সার্কিট, পাওয়ার ইনভার্টার এবং শিল্প নিয়ন্ত্রণগুলির দাবি করে।

মূল পার্থক্যগুলি বোঝার মাধ্যমে এবং প্রয়োজনীয় প্রযুক্তিগত গণনা সম্পাদন করে আপনি আপনার সার্কিট ডিজাইনের জন্য আরও অবহিত সিদ্ধান্ত নিতে পারেন