വിവിധതരം കപ്പാസിറ്ററുകൾ

കപ്പാസിറ്ററുകൾ (Capacitor types) പല രൂപത്തിലും ശൈലികളിലും, നീളത്തിലും, പല വസ്തുക്കളിൽ നിന്നും നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു. ഇവയിൽ കുറഞ്ഞത് രണ്ട് വൈദ്യുത ചാലകവും ("പ്ലേറ്റ്" എന്ന് വിളിക്കുന്നു) അവയെ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചുകൊണ്ട് ഇൻസുലേഷൻ ലേയർ (ഡൈഇലക്ട്രിക് എന്ന് വിളിക്കുന്നു) കാണപ്പെടുന്നു. വൈദ്യുത സർക്യൂട്ടുകളുടെ ഭാഗമായി ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിയ്ക്കപ്പെടുന്നു. പ്രതിരോധകങ്ങൾ (Resistor), ഇൻഡക്ടറുകൾ (Inductor), കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവ ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകളിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങൾ ആണ്. ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ (ഉദാ. DRAM- കളിലോ അല്ലെങ്കിൽ ഫ്ലാഷ് മെമ്മറി ഘടനകളിലോ) 'വിളക്കി' ചേർത്തിരിയ്ക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകളാണ് ഇന്ന് എണ്ണത്തിൽ കൂടുതലെങ്കിലും ഒറ്റയ്‌ക്കൊറ്റയ്ക്ക് ഉപയോഗിയ്ക്കപ്പെടുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകളുമുണ്ട്.

ഒരു ആംപ്ലിഫയറിന്റെ വിവിധ ഘട്ടങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള സിഗ്നലുകളിലെ നേർധാരാ വൈദ്യുതി (d.c current) ഒഴിവാക്കാനും^[1], ഇലക്ട്രോണിക് ഫിൽറ്ററുകളിൽ അനാവശ്യമായ സിഗ്‌നലുകളെ തടയാനും^[2], ട്യൂണറുകളിൽ ചാർജ് സംഭരിച്ചു വെയ്ക്കാനും^[3], റെക്റ്റിഫിക്കേഷൻ സർക്യൂട്ടുകളിൽ വൈദ്യുത പ്രവാഹം സുഗമമാക്കുന്നതിന് വൈദ്യുതി വിതരണ സംവിധാനങ്ങളുടെ ഭാഗങ്ങളായി ^[4] ചെറിയ തരം കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്നു. സ്ട്രോബ് ലൈറ്റുകൾ പോലുള്ള ഉപകരണങ്ങളിൽ ഊർജ്ജ സംഭരണത്തിനും ^[5], പ്രത്യാവർത്തിധാര ഇൻഡക്ഷൻ മോട്ടോറുകളിൽ വൈൻഡിങ്ങുകൾക്ക് വൈദ്യുതി നൽകുന്നതിനും^[6], പ്രത്യാവർത്തിധാര വൈദ്യുത വിതരണ സംവിധാനങ്ങളിൽ "വൈദ്യുത ഘടകം" (power factor) ശരിയാക്കുന്നതിനും^[7] വലിയ തരം കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സ്റ്റാൻഡേർഡ് കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് കപ്പാസിറ്റൻസിന് (ധാരിത) ഒരു നിശ്ചിത മൂല്യമുണ്ട്. പക്ഷേ ക്രമീകരിക്കാവുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകൾ ട്യൂൺ ചെയ്ത സർക്യൂട്ടുകളിൽ പതിവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആവശ്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ്, വർക്കിംഗ് വോൾട്ടേജ്, നിലവിലെ കൈകാര്യം ചെയ്യാനുള്ള ശേഷി, മറ്റ് സവിശേഷതകൾ എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് വ്യത്യസ്ത തരം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചില ആവശ്യങ്ങൾക്ക് നിശ്ചിത ധാരിത(Capacitance) മൂല്യമുള്ള കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിയ്ക്കുന്നു. എന്നാൽ ട്യൂണറുകൾ പോലെയുള്ള സർക്യൂട്ടുകളിൽ ഉപയോഗത്തിനിടയ്ക്ക് തന്നെ ധാരിത മാറ്റാവുന്ന തരം കപ്പാസിറ്ററുകൾ ആണ് വേണ്ടത്.

പൊതുവായ പ്രസ്താവനകൾ തിരുത്തുക

തിയറി ഓഫ് കൺവെൻഷണൽ കൺസ്ട്രക്ഷൻ തിരുത്തുക

A dielectric material is placed between two conducting plates (electrodes), each of area A and with a separation of d.

ഒരു സാധാരണ കപ്പാസിറ്ററിൽ ഇലക്ട്രിക് ഊർജ്ജം സ്റ്റാറ്റിക് (സ്റ്റാറ്റിക്ക് വൈദ്യുതി എന്നത് ഒരു മെറ്റീരിയലിന്റെ പരിധിക്കുള്ളിൽ അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രിക്കൽ ചാർജുകളുടെ അസന്തുലിതാവസ്ഥ) ആയി സൂക്ഷിച്ചിരിക്കുന്നു. ചാർജ്ജ് വേർതിരിക്കാൻ സാധാരണയായി ഇലക്ട്രോണുകൾ വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തിൽ രണ്ടു ഇലക്ട്രോഡ് പ്ലേറ്റുകളിൽ സൂക്ഷിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്ലേറ്റുകളുടെ വലിപ്പം, പ്ലേറ്റ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്ന വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങൾ, ദൂരം വേർതിരിക്കാൻവേണ്ടി പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ സ്ഥാപിച്ചിട്ടുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക വസ്തുക്കളുടെ സ്വഭാവം,(അതായത്, ഡൈഇലക്ട്രിക് കനം) എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചാണ് ഒരു യൂണിറ്റ് വോൾട്ടേജിൽ സൂക്ഷിച്ചിരിക്കുന്ന ചാർജ് പ്രധാനമായും പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിലെ വസ്തുക്കളുടെയും വേർതിരിക്കലുകളുടെയും സ്വഭാവമാണ് പ്ലേറ്റുകളുടെ ശേഷി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നത്.

"ഫീഡ്-ത്രൂ കപ്പാസിറ്ററുകൾ" പോലുള്ള ചില കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഒഴികെ, മിക്കവാറും എല്ലാ സാധാരണ വ്യാവസായിക കപ്പാസിറ്ററുകളും അവയുടെ ഇലക്ട്രോഡിനും ഡൈഇലക്ട്രിക്കിനുമിടയിൽ ചുറ്റിയിരിക്കുന്ന "പ്ലേറ്റ് കപ്പാസിറ്റേഴ്സ്" ആയിട്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. പ്ലേറ്റ് കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ കപ്പാസിറ്റൻസ് ഫോർമുല ഇതാണ്:

C={\frac {\varepsilon A}{d}}

.

പ്ലേറ്റിന്റെ വിസ്തീർണ്ണത്തിനനുസരിച്ച് A (area A) കപ്പാസിറ്റൻസ് C വർദ്ധിക്കുന്നു. ഡൈഇലക്ട്രിക് വസ്തുക്കളുടെ പെർമിറ്റിവിറ്റി ε പ്ലേറ്റുകളെ വേർതിരിക്കുന്ന ദൂരത്തിനനുസരിച്ച് d കുറയുന്നു. അതിനാൽ പ്ലേറ്റിനിടയിൽ ദൂരം കുറവുള്ളതും പ്ലേറ്റുകൾക്ക് വലിയ വിസ്തീർണ്ണമുള്ളതും ഉയർന്ന പെർമിറ്റിവിറ്റി ഉള്ള പദാർത്ഥങ്ങളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ചതുമായ കപ്പാസിറ്ററുകളുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഏറ്റവും മികച്ച ധാരിത ലഭിക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ നിർമ്മാണ സിദ്ധാന്തം തിരുത്തുക

Schematic of double layer capacitor.
1. IHP Inner Helmholtz Layer
2. OHP Outer Helmholtz Layer
3. Diffuse layer
4. Solvated ions
5. Specifically adsorptive ions (Pseudocapacitance)
6. Solvent molecule.

ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ കപ്പാസിറ്റർ എന്ന മറ്റൊരു തരം കപ്പാസിറ്റർ വൈദ്യുതോർജ്ജം സംഭരിക്കുന്നതിന് രണ്ട് സംഭരണ തത്ത്വങ്ങൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. സെറാമിക്, ഫിലിം, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ, സൂപ്പർ കപ്പാസിറ്റർ (ഇലക്ട്രിക്കൽ ഡബിൾ ലേയർ കപ്പാസിറ്ററുകൾ (EDLC) അല്ലെങ്കിൽ അൾട്രാകപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു) എന്നിവയിൽ സാധാരണ ഡൈഇലക്ട്രിക് കാണുന്നില്ല. ഒരു ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ കപ്പാസിറ്ററുടെ കപ്പാസിറ്റൻസ് മൂല്യം രണ്ട് ഹൈ-കപ്പാസിറ്റി സ്റ്റോറേജ് തത്ത്വങ്ങളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ തത്ത്വങ്ങൾ ഇവയാണ്:

ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ പ്രതലവും ഇലക്ട്രോലൈറ്റിനും (ഡബിൾ-ലെയർ കപ്പാസിറ്റൻസ്) ഇടയിലുള്ള ഫേസ് ഇന്റർഫേസ് ഹെൽംഹോട്സ് ഇരട്ട ലെയറിനകത്തുള്ള ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക്സ് സ്റ്റോറേജ് നേടുന്നു.

സാധാരണ കപ്പാസിറ്ററുകളും അവയുടെ പേരുകളും തിരുത്തുക

സെറാമിക് കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് സെറാമിക് ഡൈഇലക്ട്രിക് ഉണ്ട്.
ഫിലിം, ' പേപ്പർ കപ്പാസിറ്റർ എന്നിവ അവയുടെ ഡൈഇലക്ട്രിക് പേരു നൽകിയിട്ടുണ്ട്.
അലുമിനിയം, ടാൻടാലം, നിയോബിയം ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവക്ക് പേരുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ആഡോഡ്, കാഥോഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് എന്നിവയുടെ പേരാണ്..
'പോളിമർ കപ്പാസിറ്റർ 'അലുമിനിയം, ടാൻറാലം അല്ലെങ്കിൽ നിയോബിയം ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവയിൽ കണ്ടക്ടീവ് പോളീമറുകളാണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
സൂപ്പർകപ്പാസിറ്റർ is the family name for:
- ഡബിൾ-ലേയർ കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഹെൽമോൾട്ട്സിന്റെ ഡബിൾ ലേയർ ഭൗതിക പ്രതിഭാസത്തിന് പേരു നൽകി
- സ്യൂഡോകപ്പാസിറ്ററുകൾ റിവേഴ്സിബിൾ ഫാരഡിക് ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ ഉപയോഗിച്ച് വൈദ്യുതോർജ്ജ സംഭരിക്കാനുള്ള അവയുടെ കഴിവനുസരിച്ച് പേർ നല്കി.
- ഹൈബ്രിഡ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ വൈദ്യുതി സാന്ദ്രത കൂട്ടാനായി ഡബിൾ-ലയർ, സ്യൂഡോകപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു
സിൽവർ മൈക്ക, സ്ഫടികം, സിലിക്കൺ, എയർ ഗ്യാപ്, വാക്വം കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്നിവയുടെ ഡൈഇലട്രിക്കുകൾക്ക് പേരു നല്കിയിരിക്കുന്നു.

Overview over the most commonly used fixed capacitors in electronic equipment

ചരിത്രപരമായ വികാസത്തിൽ നിന്നും അവയുടെ നാമം ഉദ്ഭവിച്ചതാണ് മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച കപ്പാസിറ്റർ തരങ്ങൾക്ക് പുറമേ, അവയുടെ ഇൻഡിവിഡ്യൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ അവയുടെ പ്രയോഗത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ നാമനിർദ്ദേശം ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. അവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നവ:

ഫിലിം കപ്പാസിറ്റർ# പവർ ഫിലിം കപ്പാസിറ്റേഴ്സ്, മോട്ടോർ കപ്പാസിറ്ററുകൾ, ഡിസി-ലിങ്ക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ, സപ്രഷൻ കപ്പാസിറ്ററുകൾ, ഓഡിയോ ക്രോസ്സ്ഓവർ കപ്പാസിറ്ററുകൾ, ഫിലിം കപ്പാസിറ്റർ, സ്നബ്ബർ കപ്പാസിറ്റർ, കപ്ലിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ബൈപ്പാസിംഗ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ .

പലപ്പോഴും, ഈ അപേക്ഷകൾക്ക് ഒന്നിലധികം കപ്പാസിറ്റർ കുടുംബങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഉദാ. വിദ്യുത്കാന്തിക ഇടപെടൽ ഉപയോഗിച്ചും സെറാമിക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഫിലിം കപ്പാസിറ്റേഴ്സ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

മറ്റു തരം കപ്പാസിറ്ററുകൾ # സ്പെഷ്യൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ വിഭാഗത്തിൽ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്നു.