Capacitors الیکٹرانکس کے میدان میں بنیادی اجزاء ہیں اور مختلف الیکٹرانک سرکٹس میں ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ الیکٹریکل انجینئرنگ کے دائرے میں جانے کی کوشش کرنے والے ہر فرد کے لیے گنجائش اور چارج کے تصورات کو سمجھنا ضروری ہے۔ اس مضمون میں، ہم capacitors کا ایک مختصر تعارف کرائیں گے، capacitance کی وضاحت کریں گے، اور اس مساوات کو تلاش کریں گے جو ان کے رویے پر حکمرانی کرتی ہے۔
ایک Capacitor کیا ہے
ایک کپیسیٹر ایک غیر فعال دو ٹرمینل الیکٹرانک جزو ہے جو برقی توانائی کو برقی میدان میں ذخیرہ کرتا ہے۔ کیپسیٹر کی ساخت میں دو کنڈکٹو پلیٹیں ہوتی ہیں، جو عام طور پر دھات سے بنی ہوتی ہیں، جو ان کے درمیان ایک ڈائی الیکٹرک مواد کے ساتھ الگ ہوتی ہیں۔ جب کیپسیٹر کے ٹرمینلز پر وولٹیج کا فرق لاگو ہوتا ہے، تو یہ اپنی پلیٹوں پر چارج جمع کرتا ہے، جس سے ان کے درمیان ایک برقی میدان بنتا ہے۔
Capacitance کیا ہے؟
Capacitance اس بات کا ایک پیمانہ ہے کہ کسی آلے یا جزو میں وولٹیج کی فی یونٹ کتنی برقی توانائی کو ذخیرہ کیا جا سکتا ہے۔ اہلیت کی اکائی فراد ہے۔
چارج کیا ہے؟
چارج کو برقی توانائی کی موجودگی کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ اس کی علامت Q ہے اور اس کی اکائی Coulomb ہے۔
Capacitors کا کام کرنا
جب ایک کیپسیٹر کے ٹرمینلز میں برقی وولٹیج متعارف کرایا جاتا ہے، تو پلیٹوں کے درمیان قائم الیکٹرک فیلڈ الیکٹرانوں کی حرکت کا آغاز کرتی ہے۔ Capacitor کی منفی پلیٹ الیکٹرانوں کے لیے جمع پوائنٹ بن جاتی ہے جو وولٹیج کے منبع کے منفی ٹرمینل سے منتقل ہو گئے ہیں۔
اس کے ساتھ ہی، مساوی تعداد میں الیکٹران کپیسیٹر کی مثبت پلیٹ کو چھوڑ کر وولٹیج کے منبع کے مثبت ٹرمینل پر واپس آجاتے ہیں۔
چارج کی یہ جمع اور دوبارہ تقسیم اس وقت تک جاری رہتی ہے جب تک کہ کپیسیٹر مکمل طور پر چارج نہ ہو جائے، جس وقت الیکٹران کا بہاؤ بند ہو جاتا ہے، کیپسیٹر میں ذخیرہ شدہ چارج کا تعین مساوات کے ذریعے کیا جا سکتا ہے:
دی گئی مساوات میں، 'Q' کی علامت ہے۔ چارج کے اندر جمع capacitor ، 'C' سے مراد ہے۔ اہلیت ، اور 'V' کیپسیٹر پر لاگو وولٹیج کی نمائندگی کرتا ہے۔
یہ مساوات اہلیت اور لاگو وولٹیج کے درمیان ایک متناسب تعلق کو ظاہر کرتی ہے، یہ ظاہر کرتی ہے کہ ایک کپیسیٹر میں چارج کی مقدار کا ان دونوں متغیرات سے براہ راست تعلق ہے۔ لہٰذا، گنجائش یا وولٹیج میں اضافے کے نتیجے میں زیادہ چارج جمع ہوگا۔
ایک متوازی پلیٹ کپیسیٹر کی اہلیت
ایک کپیسیٹر کی اہلیت کا تعین پلیٹوں کے سطحی رقبہ (A) اور ان کے درمیان علیحدگی کی دوری (d) سے ہوتا ہے، دونوں عوامل اس کی مجموعی اہلیت کو متاثر کرتے ہیں۔ پلیٹ کا رقبہ جتنا بڑا ہوگا، گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی، جبکہ پلیٹوں کے درمیان کم فاصلہ گنجائش میں اضافہ کا باعث بنتا ہے۔ اس تعلق کو مساوات سے بیان کیا گیا ہے:
Capacitors میں برقی توانائی کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت ہوتی ہے، جس کے تحت ذخیرہ شدہ توانائی کی مقدار (U) لاگو وولٹیج (V) کے مربع اور کپیسیٹر کی اہلیت (C) دونوں کے براہ راست متناسب ہوتی ہے۔ کیپسیٹر میں ذخیرہ شدہ توانائی کی مساوات اس کے ذریعہ دی گئی ہے:
ایک کپیسیٹر میں ذخیرہ شدہ توانائی کو جاننا سرکٹس کو ڈیزائن کرنے کے لیے بہت ضروری ہے، خاص طور پر ایسی ایپلی کیشنز میں جہاں توانائی کا اخراج یا فوری طور پر بجلی کی ضروریات اہم ہیں۔
کروی کپیسیٹر کی اہلیت
کروی کیپیسیٹر کی گنجائش کا حساب لگانے کے لیے، آپ کو اندرونی اور بیرونی ترسیلی دائروں کے رداس کو جاننے کی ضرورت ہے۔ کیپیسیٹر کی شکل اور کرہوں کے درمیان موجود مواد کی اجازت صلاحیت کو کنٹرول کرتی ہے۔ کروی کپیسیٹر کی گنجائش کا حساب لگانے کا فارمولا یہ ہے:
دوسری طرف، علامت 'εᵣ' کا استعمال کرہوں کے درمیان واقع مواد کی رشتہ دار اجازت یا ڈائی الیکٹرک مستقل کی نمائندگی کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ مزید برآں، 'r₁' اندرونی کرہ کے رداس کو ظاہر کرتا ہے، جبکہ 'r₂' بیرونی کرہ کے رداس کی نشاندہی کرتا ہے۔
رداس کی قدروں اور مواد کی اجازت کو بدل کر، آپ کروی کیپسیٹر کی گنجائش کا حساب لگا سکتے ہیں۔ یہ بات قابل غور ہے کہ اگر اندرونی کرہ کا رداس نہ ہونے کے برابر ہے یا اسے ایک پوائنٹ چارج سمجھا جاتا ہے، تو اہلیت کا فارمولا آسان بناتا ہے:
اس صورت میں، اہلیت کا تعین مکمل طور پر بیرونی کرہ کے رداس اور مواد کی اجازت سے ہوتا ہے۔
ایک بیلناکار کپیسیٹر کی اہلیت
ایک بیلناکار کیپیسیٹر کی گنجائش کا حساب لگانے کے لیے، آپ کو کپیسیٹر کی لمبائی (L)، اندرونی موصل کا رداس (r₁)، اور بیرونی موصل کا رداس (r₂) جاننے کی ضرورت ہے۔ کیپیسیٹر کی شکل اور کرہوں کے درمیان موجود مواد کی اجازت صلاحیت کو کنٹرول کرتی ہے۔ ایک بیلناکار کپیسیٹر کی گنجائش کا حساب لگانے کا فارمولا یہ ہے:
دوسری طرف، علامت 'εᵣ' کا استعمال کرہوں کے درمیان واقع مواد کی رشتہ دار اجازت یا ڈائی الیکٹرک مستقل کی نمائندگی کے لیے کیا جاتا ہے۔ مزید برآں، 'r₁' اندرونی کرہ کے رداس کو ظاہر کرتا ہے، جبکہ 'r₂' بیرونی کرہ کے رداس کی نشاندہی کرتا ہے۔
نتیجہ
جب الیکٹرانکس کی بات آتی ہے تو Capacitors اہم اجزاء ہوتے ہیں، توانائی کے ذخیرہ کرنے اور وولٹیج ریگولیشن کو فعال کرتے ہیں۔ کیپیسیٹینس، جس کی پیمائش فارڈس (F) میں کی جاتی ہے، ایک کپیسیٹر کی چارج کو ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کی مقدار بتاتی ہے۔ یہ ذخیرہ شدہ چارج (Q) کے براہ راست متناسب ہے اور کیپسیٹر کے ٹرمینلز میں وولٹیج (V) کے الٹا متناسب ہے۔