बुनियादी बातों को समझना: इंडक्शन प्रतिरोध, औरकैपिटेंस

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के जटिल नृत्य में, मौलिक तत्वों की एक तिकड़ी केंद्र चरण लेती है: इंडक्शन, प्रतिरोध और कैपेसिटेंस।प्रत्येक अद्वितीय लक्षण हैं जो इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के गतिशील लय को निर्धारित करते हैं।यहां, हम इन घटकों की जटिलताओं को समझने के लिए, विशाल विद्युत ऑर्केस्ट्रा के भीतर उनकी विशिष्ट भूमिकाओं और व्यावहारिक उपयोगों को उजागर करने के लिए एक यात्रा पर निकलते हैं।इंडक्शन, अपने चुंबकीय फ्लक्स विज़ार्ड्री के साथ;प्रतिरोध, वर्तमान प्रवाह के स्थिर द्वारपाल;और कैपेसिटेंस, इलेक्ट्रिक चार्ज के एजाइल कस्टोडियन, सभी सिम्फनी बनाने के लिए अभिसरण करते हैं जो हमारी इलेक्ट्रॉनिक दुनिया को शक्ति प्रदान करता है।

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प्रतिरोध

चित्रा 1: प्रतिरोध

प्रतिरोध - एक कंडक्टर की जन्मजात अवज्ञा विद्युत प्रवाह के लिए - 'आर' द्वारा निरूपित की जाती है।इसका परिमाण कंडक्टर के आयाम, सामग्री मेकअप और परिवेश के तापमान पर टिका है।ओम के नियम को लागू करते हुए, हम इस संबंध को स्पष्ट करते हैं: i = u/r, इस प्रकार r = u/i।ओम, ग्रीक अक्षर ओमेगा (,) का प्रतीक है, प्रतिरोध के माप के रूप में खड़ा है, इसके परिजनों के साथ: किलोहम (kω), मेगहम (mω), और मिलिओहम (mω)।

एक एकान्त ओम प्रतिरोध को परिभाषित करता है जब एक वोल्ट कंडक्टर के माध्यम से एक एम्पीयर को सहलाता है।

प्रतिरोधों गेट्स में अभिभावकों के रूप में परोसें, इलेक्ट्रिक करंट की भीड़ पर अंकुश लगाएं।शब्द 'रोकनेवाला' न केवल एक संपत्ति को दर्शाता है, बल्कि इसे बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किए गए बहुत ही घटकों को भी क्रिस्ट करता है।

यहाँ इन घटकों का एक स्नैपशॉट है:

उन सामग्रियों से जो कि वर्तमान के प्रवाह पर चालाक है, प्रतिरोधों को एक सर्किट के भीतर विद्युत अराजकता में शासन करने के लिए एक रूप अपनाते हैं।फिक्स्ड रेसिस्टर्स अपनी जमीन को अपरिवर्तनीय खड़े हैं।इसके विपरीत, पोटेंशियोमीटर या रियोस्टैट -चर प्रतिरोध - प्रतिरोध में एक नियंत्रित विचरण के लिए।

एक आदर्श अवरोधक रैखिक है और इसके माध्यम से तात्कालिक धारा उस पर लागू तात्कालिक वोल्टेज के लिए आनुपातिक है।कुछ विशेष प्रतिरोधों के लिए, जैसे कि थर्मिस्टर्स, वैरिस्टर्स और सेंसिंग तत्व, वोल्टेज और करंट के बीच एक गैर-रैखिक संबंध है।

मूल सिद्धांत

अवरोधक में तीन भाग होते हैं: अवरोधक शरीर, फ्रेम और टर्मिनल (अवरोधक शरीर और एसएसआर फ्रेम एक में संयुक्त हैं)।केवल रोकनेवाला प्रतिरोध मूल्य निर्धारित करता है।

वर्तमान और वोल्टेज विशेषताओं का वर्गीकरण

एक कंडक्टर का प्रतिरोध एक निश्चित तापमान पर लगभग स्थिर होता है।एक निश्चित मूल्य के ऊपर, इस प्रतिरोध को रैखिक प्रतिरोध कहा जाता है।कुछ प्रतिरोधों का प्रतिरोध मूल्य वर्तमान (या वोल्टेज) के साथ बहुत बदलता है, और वर्तमान-वोल्टेज विशेषता एक वक्र दिखाती है।इस प्रकार के रोकनेवाला को एक नॉनलाइनियर रोकनेवाला कहा जाता है।इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में इन nonlinear रिश्तों की अक्सर आवश्यकता होती है।

फ्यूज रोकनेवाला: फ्यूज रोकनेवाला भी कहा जाता है, यह आम तौर पर रोकनेवाला और फ्यूज की दोहरी भूमिका निभाता है।जब एक सर्किट विफल हो जाता है और शक्ति अपनी रेटिंग से अधिक हो जाती है, तो यह एक फ्यूज की तरह जलता है, सर्किट को तोड़ता है।।फ्यूज प्रतिरोधों में आम तौर पर कम प्रतिरोध मान (0.33 and से 10k and) और कम शक्ति होती है।

संवेदनशील प्रतिरोध।संवेदनशील प्रतिरोधक कुछ भौतिक मात्राओं (जैसे तापमान, आर्द्रता, प्रकाश, वोल्टेज, यांत्रिक बल, गैस एकाग्रता, आदि) के प्रति संवेदनशील होते हैं।जब ये भौतिक मात्रा बदलती है, तो संवेदनशील रोकनेवाला का प्रतिरोध भी बदल जाता है।परिवर्तनशीलता।यह भौतिक मात्रा में परिवर्तन के अनुसार बदलता है और विभिन्न प्रतिरोध मूल्यों का प्रतिनिधित्व करता है।संवेदनशील भौतिक मात्राओं के अनुसार, संवेदनशील प्रतिरोधों को तापमान-संवेदनशील, आर्द्रता-संवेदनशील, प्रकाश-संवेदनशील, दबाव-संवेदनशील, बल-संवेदनशील, चुंबकीय-संवेदनशील और गैस-संवेदनशील संवेदनशील प्रतिरोधों में विभाजित किया जा सकता है।संवेदनशील प्रतिरोधों में उपयोग की जाने वाली सामग्री लगभग हमेशा अर्धचालक सामग्री होती है।इन प्रतिरोधों को अर्धचालक प्रतिरोध भी कहा जाता है।

प्रतिरोध की भूमिका

यदि रोकनेवाला का प्रतिरोध 0 and के करीब है, तो रोकनेवाला का वर्तमान के प्रवाह को रोकने पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।इस अवरोधक के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ सर्किट छोटा है और वर्तमान अनंत हो जाता है।यदि प्रतिरोध अनंत या बहुत बड़ा है, तो रोकनेवाला के साथ श्रृंखला में लूप को एक खुला सर्किट माना जा सकता है और वर्तमान शून्य है।

आमतौर पर उद्योग में उपयोग किए जाने वाले प्रतिरोधक इन दो चरम सीमाओं के बीच कहीं आते हैं।इसका एक निश्चित प्रतिरोध मूल्य है और एक निश्चित वर्तमान को ले जा सकता है।प्रतिरोधों का उपयोग मुख्य रूप से वर्तमान और वोल्टेज को विनियमित करने और स्थिर करने के लिए सर्किट में किया जाता है।उन्हें शंट, वोल्टेज डिवाइडर और लोड मैचिंग सर्किट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।सर्किट आवश्यकताओं, नकारात्मक प्रतिक्रिया या सकारात्मक प्रतिक्रिया एम्पलीफायर सर्किट, वोल्टेज-से-वर्तमान कन्वर्टर्स, इनपुट ओवरवॉल्टेज या ओवरक्रेक्ट्रेंट सुरक्षा घटकों के आधार पर भी उपयोग किया जा सकता है, और आरसी सर्किट का उपयोग ऑसिलेटर, फ़िल्टर, बाईपास, अंतर, इंटीग्रेटर और के रूप में किया जा सकता है।समय सर्किट, स्थायी रूप से कॉन्फ़िगर किए गए घटक।

प्रारंभ करनेवाला

चित्रा 2: प्रेरक

एक प्रेरक, जिसे एक प्रतिक्रियाशील प्रारंभ करनेवाला के रूप में भी टैग किया गया है, वर्तमान परिवर्तन की अवहेलना में खड़ा है - इसका इलेक्ट्रोमोटिव बल ईबब और वर्तमान के प्रवाह के खिलाफ एक ढाल को बल देता है।संरचनात्मक रूप से एक अकेला ट्रांसफार्मर वाइंडिंग के समान, एक प्रारंभ करनेवाला आमतौर पर एक विलक्षण इकाई में कॉइल, शील्ड और कोर से शादी करता है।अपने quiescent राज्य में, एक प्रारंभ करनेवाला स्टोइक संकल्प के साथ वर्तमान का विरोध करता है, सर्किट के उल्लंघन पर प्रवाह का विरोध करता है।

इंडक्शन के लिए प्रतीक: एल।

इंडक्शन यूनिट हेनरी (एच) है, इसके छोटे परिजनों के साथ मिलिहेनरी (एमएच) और माइक्रोहेनरी (μH) है।रूपांतरण कुरकुरा है: 1H = 10^3MH = 10^6μH = 10^9NH।

मुख्य मापदंडों पर ध्यान केंद्रित करना:

अधिष्ठापन

यह आत्म-चिंतनशील विशेषता एक प्रारंभ करनेवाला के चुंबकीय कौशल का पता लगाता है।कॉइल के मोड़, घुमावदार रणनीति, कोर की उपस्थिति और सामग्री में निहित, इंडक्शन चुंबकीय प्रेरण क्षमता का एक उल्लेख है।अधिक मोड़, अधिक जकड़न - अधिक इंडक्शन।एक चुंबकीय कोर इस प्रभाव को और बढ़ाता है, कोर की पारगम्यता सीधे इंडक्शन आरोही के लिए आनुपातिक है।

इंडक्शन की मूल इकाई हेन है, जिसे "एच" अक्षर द्वारा दर्शाया गया है।आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली इकाइयां मिलिहेनरीज़ (एमएच) और माइक्रोहेनरी (μH) होती हैं।उनके बीच का संबंध है: 1h = 1000mh, 1mh = 1000μh।

वर्तमान मूल्यांकित

रेटेड करंट अधिकतम करंट है जिसे प्रारंभ करनेवाला स्वीकार्य ऑपरेटिंग परिस्थितियों में संभाल सकता है।यदि ऑपरेटिंग करंट रेटेड करंट से अधिक हो जाता है, तो इंडक्टर गर्मी के कारण अपने ऑपरेटिंग मापदंडों को बदल देगा और ओवरक्रेक्ट के कारण भी बाहर जल सकता है।

चित्र 3: चुंबकीय कोर

कार्यात्मक उपयोग

सर्किट में प्रारंभ करनेवाला मुख्य रूप से सिग्नल परिरक्षण, शोर फ़िल्टरिंग, वर्तमान स्थिरीकरण और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप दमन की भूमिका निभाता है, साथ ही फ़िल्टरिंग, जनरेटिंग, देरी और दमन कार्यों को भी।एक सर्किट में एक प्रारंभ करनेवाला की सबसे आम भूमिका एक संधारित्र के साथ एक एलसी फिल्टर सर्किट बनाना है।कैपेसिटर में "डीसी को अवरुद्ध करने और एसी को अवरुद्ध करने" की विशेषताएं हैं, जबकि इंडक्टर्स में "डीसी पास करने और एसी को अवरुद्ध करने" की विशेषताएं हैं।जब एक डीसी करंट होता है जिसमें बड़ी मात्रा में शोर एलसी फिल्टर सर्किट के माध्यम से बहता है, तो स्परियस एसी सिग्नल इंडक्टर में गर्मी द्वारा अवशोषित होता है।

स्पष्टीकरण

प्रत्यक्ष धाराओं (डीसी) के लेक्सिकॉन में, "फॉरवर्ड डीसी" एक प्रारंभ करनेवाला के विघटन को दर्शाता है।क्या प्रारंभ करनेवाला के कॉइल प्रतिरोध को छोड़ दिया जाना चाहिए, डीसी को कम से कम प्रतिरोध का एक मार्ग मिल जाता है, जो बिना रुके बहता है।आमतौर पर, डीसी के लिए कॉइल का प्रतिरोध माइनसक्यूल है, विश्लेषण में लगभग नगण्य है।

एसी प्रतिरोध एक और कहानी है।यहां, एक इंडक्टर एक संतरी के रूप में कार्य करता है, जो अपने आगमनात्मक प्रतिक्रिया के साथ वैकल्पिक वर्तमान (एसी) के प्रवाह का मुकाबला करता है - अपने आप में एक अवरोधक।

इंडक्टर्स का विरोधी हैं संधारित्र , डीसी के लिए निरंतरता के चैंपियन और एसी की चंचलता के खिलाफ बाधाओं।एक प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से, डीसी केवल कॉइल के तार के बराबर प्रतिरोध का सामना करता है, जिससे एक तुच्छ वोल्टेज ड्रॉप होता है।एसी का परिचय दें, और कॉइल प्रतिशोध, इसके छोर पर एक स्व-प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल को जोड़ते हैं।यह बल लागू वोल्टेज के साथ संरेखित करता है, एसी के पास होने के प्रयास का मुकाबला करता है।इंडक्टर्स डीसी के लिए प्रवाहकीय हैं, एसी के लिए प्रतिबंधात्मक हैं, और आवृत्ति के रूप में चढ़ते हैं, इसलिए उनका प्रतिरोध होता है।कैपेसिटर के साथ जोड़ा गया, इंडक्टर्स एलसी फिल्टर, ऑसिलेटर और वर्तमान लूप, ट्रांसफॉर्मर और रिले जैसे अन्य सर्किट घटकों को क्राफ्टिंग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

समाई

चित्र 4: समाई

कैपेसिटेंस, चार्ज का आश्रय, फैराड्स (एफ) में मापा जाता है और 'सी' द्वारा प्रतीक है।यह चार्ज स्टोरेज के लिए एक संधारित्र की योग्यता को एनकैप्सुलेट करता है, संभावित अंतर के बोलबाला पर आकस्मिक।

सर्किट के दायरे में, समाई महत्वपूर्ण है;यह बिजली की आपूर्ति शोधन से लेकर ऊर्जा वेयरहाउसिंग और यहां तक ​​कि सिग्नल प्रोसेसिंग तक के कार्यों में लिंचपिन है।संधारित्र का चार्ज (क्यू), जो वोल्टेज (यू) द्वारा विभाजित है, जो अपने इलेक्ट्रोड को फैलाते हैं, इसकी समाई को परिभाषित करता है।इस प्रकार, हमारे पास सी, प्रतीक है जो एक संधारित्र की पहचान को बढ़ाता है।

यहाँ समीकरण है जो उन्हें बांधता है: c = εs/d = εs/4πkd (वैक्यूम में) = q/u।

एकक रूपांतरण

एसआई टेपेस्ट्री में तराजू के पार इकाइयां: मिलिफ़ाराद (एमएफ), माइक्रोफाराद () एफ), नैनोफाराद (एनएफ), और पिकोफाराद (पीएफ) में फैराड (एफ) शाखाएं, प्रत्येक कानाफूसी या कैपेसिटेंस के गाना बजानेवालों में एक कानाफूसी।

इन पैमानों को नेविगेट करने के लिए, याद रखें:

1 फैराड (एफ) 1000 मिलीफारड्स (एमएफ) या एक चौंका देने वाले मिलियन माइक्रोफारड्स () एफ) के बराबर है।

एक माइक्रोफारड () एफ) 1000 नैनोफारड्स (एनएफ) या एक मिलियन पिकोफारड्स (पीएफ) में अनुवाद करता है।

चित्र 5: इकाई रूपांतरण

FORMULA

यदि संधारित्र में दो चरणों के बीच संभावित अंतर 1 वी है और चार्ज 1 कूलम्ब है, तो संधारित्र की समाई 1 फैराड है।घंटे से।C = q/u।हालांकि, संधारित्र का मान q (चार्ज) या U (वोल्टेज) द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है।घंटा।क्षमता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है: c = εs/4 thekd।जहां, एक स्थिरांक है, एस संधारित्र ध्रुवों का सामना करने वाला क्षेत्र है, डी संधारित्र ध्रुवों के बीच की दूरी है, और k इलेक्ट्रोस्टैटिक बल स्थिर है।एक पारंपरिक समानांतर प्लेट कैपेसिटर की समाई c = εs/d है (जहां ε प्लेटों के बीच के माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक है, S प्लेट क्षेत्र है, और D प्लेटों के बीच की दूरी है)।

सूत्र खोजें:

समानांतर में कई कैपेसिटर को जोड़ने का सूत्र C = C1+C2+C3+...+CN है

श्रृंखला में कई कैपेसिटर को जोड़ने के लिए सूत्र: 1/c = 1/c1+1/c2+...+1/cn

कैपेसिटर की भूमिका

बाईपास

बाईपास कैपेसिटर ऊर्जा भंडारण उपकरण हैं जो नियामक आउटपुट को संतुलित करते हैं और स्थानीय उपकरणों को बिजली की आपूर्ति करके लोड को कम करते हैं।छोटी बैटरी की तरह, बाईपास कैपेसिटर डिवाइस को चार्ज और डिस्चार्ज करते हैं।

decoupling

यह एक शंट है, जिसे क्रॉसओवर के रूप में भी जाना जाता है।सर्किट के दृष्टिकोण से, जब लोड क्षमता अपेक्षाकृत बड़ी होती है, तो नियंत्रण सर्किट को सिग्नल रूपांतरण को पूरा करने के लिए संधारित्र को चार्ज और डिस्चार्ज करना होगा।यदि ढलान खड़ी है, तो वर्तमान अपेक्षाकृत बड़ा होगा, सामान्य संचालन को प्रभावित करेगा।फ्रंट स्टेज को "क्लच" कहा जाता है।डिकॉउलिंग संधारित्र का कार्य "बैटरी" के रूप में कार्य करना है, नियंत्रण सर्किट में परिवर्तन का जवाब देना, आपसी हस्तक्षेप से बचें, और बिजली की आपूर्ति और सर्किट संदर्भ ग्राउंड के बीच उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप प्रतिरोध को और कम करना है।

फ़िल्टर

सैद्धांतिक रूप से, यह मानते हुए कि संधारित्र एक शुद्ध संधारित्र है, संधारित्र जितना बड़ा होता है, प्रतिबाधा उतना ही कम होता है और इसके माध्यम से प्रवाहित होने वाली वर्तमान की आवृत्ति अधिक होती है।लेकिन वास्तव में, 1 µF से ऊपर कैपेसिटर ज्यादातर बड़े आगमनात्मक घटकों के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर होते हैं, इसलिए वर्तमान आवृत्ति अधिक होती है, लेकिन प्रतिरोध बढ़ता है।कभी -कभी आप छोटे कैपेसिटर के साथ समानांतर में बड़े इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर देखेंगे।बड़े कैपेसिटर कम आवृत्तियों को फ़िल्टर करते हैं और छोटे कैपेसिटर उच्च आवृत्तियों को फ़िल्टर करते हैं।एक संधारित्र का कार्य वर्तमान वर्तमान को प्रत्यक्ष वर्तमान में बदलना और कम आवृत्तियों से उच्च आवृत्तियों को अवरुद्ध करना है।संधारित्र जितना बड़ा होगा, उच्च आवृत्ति वर्तमान का संचालन करना उतना ही आसान होगा।

ऊर्जा भंडारण

स्टोरेज कैपेसिटर रेक्टिफायर के माध्यम से चार्ज एकत्र करता है और संग्रहीत ऊर्जा को कनवर्टर सर्किट के माध्यम से बिजली की आपूर्ति के उत्पादन में स्थानांतरित करता है।आमतौर पर, एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग 40 से 450 वी डीसी की सीमा में वोल्टेज रेटिंग और 220 से 150,000 μF की सीमा में एक समाई के साथ किया जाता है।शक्ति आवश्यकताओं के आधार पर, ये उपकरण कभी -कभी श्रृंखला में, समानांतर में या संयोजन में जुड़े होते हैं।10 किलोवाट से अधिक बिजली की आपूर्ति के लिए, बड़े स्क्रू-टर्मिनल कैपेसिटर का आमतौर पर उपयोग किया जाता है।

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