خاکہ:
کیپسیٹر کے سائز کا حساب کیسے لگائیں۔
کیپسیٹر کے سائز کا حساب کیسے لگائیں۔
سرکٹ کو ڈیزائن کرتے وقت اجزاء کی درجہ بندی کا تعین کرنا ضروری ہے کیونکہ سرکٹ کی مطلوبہ پیداوار حاصل کرنے کے لیے ضروری ہے کہ اجزاء مناسب درجہ بندی کے ساتھ ہوں۔ اسی طرح، ایک سرکٹ میں ایک کپیسیٹر استعمال کرنے کے لیے ہمیں عام طور پر مناسب کپیسیٹینس والا کپیسیٹر ملتا ہے جو دوسرے لفظوں میں کپیسیٹر کے سائز کو کہتے ہیں۔ لہذا، کیپسیٹر کے سائز کی پیمائش کرنے کے مختلف طریقے ہیں اور وہ طریقے ہیں:
- روایتی طریقہ استعمال کرنا
- ٹیبل ضرب کا طریقہ استعمال کرنا
- اسٹارٹ اپ انرجی مساوات کا استعمال
- Capacitance مساوات کا استعمال کرتے ہوئے
طریقہ 1: روایتی طریقہ استعمال کرنا
عام طور پر، کیپسیٹر کا سائز بنیادی طور پر سرکٹ میں مطلوبہ اہلیت کی قدر پر منحصر ہوتا ہے۔ یہ روایتی طریقہ بنیادی طور پر استعمال کیا جاتا ہے جب پاور فیکٹر میں بہتری کی ضرورت ہوتی ہے، اور KVAR پر قدر کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس طریقہ میں، پاور فیکٹر کے دونوں زاویوں کے فرق کے ٹینجنٹ کا حساب لگایا جاتا ہے اور پھر آلات کی ریٹیڈ پاور سے ضرب کیا جاتا ہے۔
لہذا، اس طریقہ کو واضح کرنے کے لیے، 5 کلو واٹ کی ریٹیڈ پاور والی تھری فیز موٹر پر غور کریں، ابتدائی پاور فیکٹر 0.75 لیگنگ، اور پاور فیکٹر 0.9 درکار ہے۔ لہذا، ہمیں KVAR میں کیپیسیٹینس کی قدر یا کپیسیٹر کے سائز کو تلاش کرنا ہوگا جو پاور فیکٹر کو 0.9 تک بڑھا سکتا ہے۔ پاور فیکٹر کی مساوات یہ ہے:
اب جب کہ ہم ابتدائی اور مطلوبہ پاور فیکٹر کو جانتے ہیں، ہم مذکورہ مساوات کا استعمال کرتے ہوئے دونوں عوامل کے زاویوں کا حساب لگا سکتے ہیں:
اب ابتدائی پاور فیکٹر کا زاویہ 41.1 ڈگری ہے جب کہ مطلوبہ زاویہ 25.8 ڈگری ہے تو اگلی اقدار کو نیچے کی مساوات میں رکھیں:
یہ تھری فیز موٹر کے پاور فیکٹر کو بہتر بنانے کے لیے درکار کل کیپیسیٹینس ہے، اس لیے فی فیز درکار گنجائش کا حساب لگانے کے لیے اس قدر کو تین سے تقسیم کریں:
عام طور پر ہمارے پاس فراڈز میں گنجائش ہوتی ہے اس لیے اسے فاراد میں تبدیل کرنے کے لیے ہم درج ذیل مساوات استعمال کر سکتے ہیں لیکن اس کے لیے فریکوئنسی اور وولٹیج معلوم ہونا چاہیے:
تو اب اگر فریکوئنسی 50 ہرٹز ہے اور وولٹیج 400 وولٹ ہے تو مطلوبہ گنجائش یہ ہوگی:
تو اب ہم نے کیپیسیٹر کے سائز کا حساب لگایا ہے اور دیئے گئے پیرامیٹرز کے مطابق، پاور فیکٹر کو بہتر بنانے کے لیے 13 مائکروفراڈ کا کپیسیٹر درکار ہے۔
اس کے علاوہ، KVAR سے فراد میں کیپیسیٹینس کو تبدیل کرنے کے لیے آپ اور اوہم قانون کا استعمال کرتے ہوئے کرنٹ اور کیپسیٹو ری ایکٹینس تلاش کرنے کے بعد کیپسیٹو ری ایکٹنس فارمولہ استعمال کریں۔ لہذا، اس کی وضاحت کرنے کے لئے میں وہی پچھلی مثال استعمال کر رہا ہوں لہذا اب پہلے موجودہ کا حساب لگائیں:
اب capacitive reactance کا حساب لگانے کے لیے Ohm کے قانون کا استعمال کریں:
اب capacitor کی capacitance تلاش کرنے کے لیے capacitive reactance کا استعمال کرتے ہوئے:
اب جیسا کہ آپ دونوں طریقوں سے دیکھ سکتے ہیں کہ کپیسیٹینس کی قدر ایک جیسی ہے لہذا آپ KVAR میں capacitance کو farads میں تبدیل کرنے کے لیے ایک طریقہ استعمال کر سکتے ہیں۔
مثال: KVAR اور microfarad میں Capacitance کی صلاحیت کا حساب لگانا
60 ہرٹز کی فریکوئنسی پر 500 وولٹ کی وولٹیج کی فراہمی والی سنگل فیز موٹر میں 50 A کے کرنٹ کے ساتھ 0.85 لیگنگ کا پاور فیکٹر ہوتا ہے۔ پاور فیکٹر کو اس کے ساتھ متوازی طور پر کیپسیٹرز کو جوڑ کر 0.94 لیڈنگ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ . مطلوبہ اہلیت کا حساب لگا کر کیپسیٹر کا سائز تلاش کریں۔
سب سے پہلے، پاور فیکٹر مساوات کا استعمال کرتے ہوئے دونوں پاور فیکٹرز کے زاویوں کا حساب لگائیں:
اب مطلوبہ گنجائش کا حساب لگانے کے لیے ہمیں موٹر کی ریٹیڈ پاور کی ضرورت ہے جس کا پاور فارمولہ استعمال کرتے ہوئے حساب کیا جا سکتا ہے:
اب فرشتوں کے فرق کی مماس لے کر اور موٹر کی طاقت سے نتیجہ کو ضرب دے کر KVAR میں گنجائش کا حساب لگائیں۔
عام طور پر ہمارے پاس فراڈز میں گنجائش ہوتی ہے اس لیے اسے فاراد میں تبدیل کرنے کے لیے ہم درج ذیل مساوات استعمال کر سکتے ہیں لیکن اس کے لیے فریکوئنسی اور وولٹیج معلوم ہونا چاہیے:
تو اب ہم نے کیپیسیٹر کے سائز کا حساب لگایا ہے اور دیئے گئے پیرامیٹرز کے مطابق، پاور فیکٹر کو بہتر بنانے کے لیے 52 مائیکروفراد کا کپیسیٹر درکار ہے۔
طریقہ 2: ٹیبل ضرب کا طریقہ استعمال کرنا
ٹیبل ملٹی پلیئر مختلف اقدار کا مجموعہ ہے جسے ضرب عنصر کہا جاتا ہے جس کے ذریعے مطلوبہ پاور فیکٹر حاصل کیا جا سکتا ہے۔ کپیسیٹر کی مطلوبہ صلاحیت معلوم کرنے کے لیے اس جدول کا استعمال ابتدائی اور ٹارگٹ پاور فیکٹر کے حوالے سے ضرب عنصر کو منتخب کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ لہذا، KVAR پر کپیسیٹر کی گنجائش کا حساب لگانے کے لیے صرف طاقت اور ضرب عنصر کو ضرب دیں:
تو یہاں ایک جدول ہے جو مختلف پاور فیکٹرز کے ضرب عوامل کو ظاہر کرتا ہے:
مزید یہ کہ، اگر آپ کو ملٹی پلیئر فیکٹر تلاش کرنے کی ضرورت ہے تو آپ مندرجہ بالا فارمولے کو اس طرح استعمال کر سکتے ہیں:
مثال: KVAR اور Farad میں Capacitor Capacity Size کا حساب لگائیں۔
ایک ایسے بوجھ پر غور کریں جو AC پاور سپلائی سے 1KW کی طاقت کھینچتا ہے جس میں 50 Hz کی فریکوئنسی پر 208 وولٹ کا وولٹیج ہوتا ہے۔ فی الحال، پاور فیکٹر 70 فیصد پیچھے ہے اور اسے 91 فیصد لیڈنگ کرنے کے لیے، ایک کپیسیٹر کو متوازی طور پر منسلک کرنے کی ضرورت ہے۔ مائکروفراڈس میں کیپسیٹر کا سائز تلاش کریں۔
ابتدائی پاور فیکٹر 0.7 ہے اور مطلوبہ فیکٹر 0.91 ہے اس لیے اوپر دی گئی جدول کا استعمال کرتے ہوئے ہم دیکھ سکتے ہیں کہ 0.97 کا ملٹیپلر فیکٹر 0.741 ہے اس لیے اب قدریں رکھ رہے ہیں:
اب ذیل کی مساوات کا استعمال کرتے ہوئے صرف VAR کو فاراد میں تبدیل کریں:
تو اب ہم نے کیپیسیٹر کے سائز کا حساب لگایا ہے اور دیئے گئے پیرامیٹرز کے مطابق، پاور فیکٹر کو بہتر بنانے کے لیے 0.053 فاراد کا کپیسیٹر درکار ہے۔
طریقہ 3: اسٹارٹ اپ انرجی ایکویشن کا استعمال
کیپسیٹر کی اسٹارٹ اپ انرجی وہ توانائی ہے جو اس میں ذخیرہ کی جاتی ہے جب کہ یہ 0 سے مکمل چارج ہو رہا ہوتا ہے۔ یہ طریقہ اس وقت ممکن ہے جب آپ کے پاس پہلے سے ہی شروع ہونے والی توانائی ہو اور کیپسیٹر کی پلیٹ کے درمیان ممکنہ فرق ہو۔ عام طور پر یہ پیرامیٹرز نہیں دیے جاتے ہیں، لیکن اگر آپ نے ان پیرامیٹرز کا حساب لگایا ہے تو درج ذیل مساوات کا استعمال کریں:
لہذا، شروع ہونے والی توانائی اور ممکنہ فرق کی بنیاد پر کیپسیٹر کی صلاحیت کو تلاش کرنے کے لیے، مندرجہ بالا مساوات کو اس طرح لکھا جا سکتا ہے:
مثال: Capacito کے سائز کا حساب لگائیں۔ r
ایک سنگل فیز موٹر پر غور کریں جس کے لیے 17 J کی اسٹارٹ اپ انرجی کی ضرورت ہوتی ہے اور AC سپلائی کے ذریعے فراہم کردہ وولٹیج 120 وولٹ ہے، پھر موٹر کو درکار اسٹارٹ اپ توانائی کی تلافی کرنے کے لیے کیپسیٹر کا سائز تلاش کریں۔
اب ضروری سٹارٹ اپ انرجی کے لیے درکار گنجائش تلاش کرنے کے لیے، قدروں کو بلو مساوات میں رکھیں:
تو اب ہم نے کیپیسیٹر کے سائز کا حساب لگا لیا ہے اور دیے گئے پیرامیٹرز کے مطابق ضروری اسٹارٹ اپ توانائی فراہم کرنے کے لیے 0.053 فاراد کا کپیسیٹر درکار ہے۔
طریقہ 4: اہلیت کی مساوات کا استعمال
ایک کپیسیٹر میں دھات سے بنی دو پلیٹیں ہوتی ہیں جو کسی بھی موصل مواد سے الگ ہوتی ہیں جسے عام طور پر ڈائی الیکٹرک کا نام دیا جاتا ہے۔ یہ پلیٹیں ایک خاص سائز میں ہوتی ہیں اور ڈائی الیکٹرک کی اجازت کی قدر ہوتی ہے، یہ دونوں پیرامیٹرز کیپسیٹر کی صلاحیت کو بہت زیادہ متاثر کرتے ہیں۔
لہذا، کپیسیٹر کے سائز کا حساب لگانے کا دوسرا طریقہ طول و عرض اور ڈائی الیکٹرک خصوصیات سے متعلق اس کے پیرامیٹرز کا استعمال کرنا ہے۔ اگر جہتی پیرامیٹرز اور انسولیٹر پیرامیٹرز معلوم ہوں تو کیپسیٹر کی گنجائش کا حساب لگانے کا فارمولا یہ ہے:
اب یہاں A پلیٹوں کا رقبہ ہے اور d کپیسیٹر کی پلیٹوں کے درمیان فاصلہ ہے، مزید یہ کہ ϵ اے خالی جگہ اور ϵ کی اجازت ہے۔ r ڈائی الیکٹرک مواد کی رشتہ دار اجازت۔
مثال 1: Capacitor کی Capacitance تلاش کرنا
500 سینٹی میٹر کے رقبے کے ساتھ دھاتی پلیٹوں والے کیپسیٹر پر غور کریں۔ 2 اور پلیٹوں کے درمیان فاصلہ 0.1 ملی میٹر ہے جو کہ ڈائی الیکٹرک مواد کی موٹائی ہے۔ اہلیت کا حساب لگائیں اگر ڈائی الیکٹرک ہوا ہے اور اگر ڈائی الیکٹرک کاغذی ہے جس کی رشتہ دار پارگمیتا 4 ہے۔
سب سے پہلے، جب ڈائی الیکٹرک ہوا ہو تو اہلیت کا پتہ لگانا:
اب اگر ڈائی الیکٹرک کاغذ ہے جس کی رشتہ دار اجازت 4 ہے تو گنجائش ہوگی:
مثال 2: کپیسیٹر کی پلیٹوں کے رقبے کا حساب لگانا
کیپسیٹر کی پلیٹوں کا رقبہ کیا ہوگا اگر 1 مائکروفراڈ کی گنجائش درکار ہو اور پلیٹوں کے درمیان فاصلہ 0.1 ملی میٹر ہو؟ ہوا کو ایک ڈائی الیکٹرک کے طور پر ایک آکسائڈ فلم کے طور پر سمجھیں جس کی رشتہ دار اجازت 10 ہے۔
جیسا کہ ہم capacitance کے فارمولے کو جانتے ہیں، ہم اسے پلیٹوں کے رقبے کو تلاش کرنے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں جو واقعی capacitor کے سائز کو متاثر کرے گا۔
تو اب ہم نے کیپیسیٹر پلیٹوں کے سائز کا حساب لگایا ہے اور دیئے گئے پیرامیٹرز کے مطابق، پلیٹ کا رقبہ 1.13 میٹر ہے۔ 2 1 مائیکروفراد کی گنجائش والے کیپسیٹر کے لیے فاراد درکار ہے۔
نتیجہ
ہر برقی سرکٹ کو مطلوبہ نتائج فراہم کرنے کے لیے بہترین تصریحات والے اجزاء کے صحیح سیٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، کسی بھی جزو کی مطلوبہ درجہ بندی تلاش کرنے کے لیے کچھ پیرامیٹرز ہیں جیسے وولٹیج، کرنٹ، پاور، کپیسیٹینس، مزاحمت، اور بہت کچھ۔
مطلوبہ اہلیت کے ساتھ کیپیسیٹر کو منتخب کرنے کی صورت میں، گنجائش کا حساب چار طریقوں سے لگایا جا سکتا ہے، جو بالآخر کیپسیٹر کے سائز کا تعین کرنے کا باعث بنتا ہے۔ کپیسیٹر کے سائز کا حساب KVAR میں کیپیسیٹینس تلاش کرنے کے روایتی طریقہ کو استعمال کرتے ہوئے، ٹیبل ضرب کے ذریعے، اہلیت کی مساوات کے ذریعے، اور اسٹارٹ اپ انرجی مساوات کے ذریعے لگایا جا سکتا ہے۔