कैपेसिटर अपने व्यापक अनुप्रयोगों के कारण विद्युत सर्किट का एक आवश्यक निष्क्रिय घटक हैं। इसके अलावा, सर्किट के लिए उपयुक्त प्रकार के कैपेसिटर का चयन करना आवश्यक है क्योंकि कैपेसिटर को उनकी संरचना और संरचना के आधार पर विभिन्न प्रकारों में विभाजित किया जाता है। फिल्म कैपेसिटर एक प्रकार के कैपेसिटर में से एक है जिसमें लंबी शेल्फ लाइफ, कम स्व-प्रेरकत्व होता है, और क्षतिग्रस्त हुए बिना सर्किट में पावर सर्ज को अवशोषित कर सकता है।
रूपरेखा:
फिल्म कैपेसिटर क्या है
फिल्म कैपेसिटर का निर्माण और कार्य करना
फिल्म कैपेसिटर के प्रकार
फिल्म कैपेसिटर की स्व-उपचार सुविधा
स्नबर सर्किट
पावर फिल्टर
ईएमआई फ़िल्टर
निष्कर्ष
फिल्म कैपेसिटर क्या है
एक फिल्म कैपेसिटर वह होता है जिसकी प्लेटों के बीच एक प्लास्टिक फिल्म होती है जो इसे कम खर्चीला बनाती है और इसकी विशेषताओं को लंबे समय तक स्थिर रखती है। यह प्लास्टिक फिल्म काफी पतली है क्योंकि इसकी मोटाई एक माइक्रोमीटर है। यह संधारित्र गैर-ध्रुवीकृत संधारित्र की श्रेणी में आता है, और यह इसे एसी सर्किट में काफी उपयोगी बनाता है। फिल्म कैपेसिटर ओवरवॉल्टेज का सामना कर सकते हैं जो उनकी रेटेड वोल्टेज क्षमता से दोगुना है।
फिल्म कैपेसिटर का निर्माण और कार्य करना
फिल्म कैपेसिटर में विभिन्न प्रकार की प्लास्टिक फिल्मों का उपयोग किया जाता है जिनकी अलग-अलग विशेषताएं होती हैं, उदाहरण के लिए पॉलीप्रोपाइलीन फिल्म उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध प्रदान करती है और उच्च धाराओं वाले सर्किट के लिए उपयुक्त है। इसके अलावा, पॉलीप्रोपाइलीन सल्फाइड उच्च ताप प्रतिरोध और अच्छी ताप विशेषताओं के साथ आता है लेकिन महंगा है। तो यहां उनकी विशेषताओं के साथ फिल्मों के प्रकार दिए गए हैं जिनका उपयोग फिल्म कैपेसिटर में ढांकता हुआ के रूप में किया जाता है:
फिल्म कैपेसिटर के प्रकार
अब फिल्म कैपेसिटर की ढांकता हुआ फिल्म सामग्री के आधार पर, इसकी विशेषताएं बहुत भिन्न होती हैं इसलिए यहां एक तालिका है जो विभिन्न प्रकार की इन्सुलेट सामग्री के आधार पर फिल्म कैपेसिटर की विशेषताओं को प्रदर्शित करती है:
कैपेसिटर के निर्माण को और स्पष्ट करने के लिए फिल्म कैपेसिटर दो प्रकार के होते हैं एक फ़ॉइल फिल्म कैपेसिटर और दूसरा धातु कैपेसिटर या वाष्प जमाव कैपेसिटर:
फ़ॉइल फ़िल्म कैपेसिटर
इस प्रकार के कैपेसिटर में इलेक्ट्रोड होते हैं जो धातु की पन्नी से बने होते हैं, और जो ढांकता हुआ प्लास्टिक की पन्नी के बीच सैंडविच होते हैं। ये घाव-प्रकार के फिल्म कैपेसिटर हैं जो या तो आगमनात्मक या गैर-प्रेरक हो सकते हैं और दोनों के बीच अंतर यह है कि लक्ष्य प्रेरक फ़ॉइल फिल्म कैपेसिटर के टर्मिनल वाइंडिंग से पहले सीधे इलेक्ट्रोड से जुड़े होते हैं। जबकि गैर-प्रेरक फ़ॉइल फ़िल्म कैपेसिटर में टर्मिनल होते हैं जो अंतिम चेहरों से जुड़े होते हैं।
गैर-प्रेरणात्मक फ़ॉइल इलेक्ट्रोड फिल्म कैपेसिटर आगमनात्मक कैपेसिटर की तुलना में कम प्रेरण प्रदर्शित करते हैं और उच्च-आवृत्ति विशेषताएँ रखते हैं। आगमनात्मक फ़ॉइल फ़िल्म कैपेसिटर में, धातु फ़ॉइल को दो प्लास्टिक फ़िल्मों के बीच रखा जाता है और सीधे जुड़े नहीं होते हैं:
जबकि गैर-प्रेरक फ़ॉइल फ़िल्म कैपेसिटर में, धातु फ़ॉइल को इस तरह से रखा जाता है कि प्रत्येक फ़ॉइल को ढांकता हुआ प्लास्टिक फ़िल्मों से एक निश्चित डिग्री पर रखा जाता है:
धातुकृत फिल्म संधारित्र
एक अन्य प्रकार का फिल्म कैपेसिटर धातुकृत फिल्म कैपेसिटर है, क्योंकि इसमें एक पतली धातु की परत होती है जिसे ढांकता हुआ प्लास्टिक फिल्म के एक तरफ छिड़का जाता है। प्लास्टिक फिल्म पर धातु की यह जमा परत कैपेसिटर का एक इलेक्ट्रोड बनाती है जो काफी पतला होता है जो इसे इलेक्ट्रोड-प्रकार के फिल्म कैपेसिटर से बहुत छोटा बनाता है। ये कैपेसिटर केवल गैर-प्रेरक प्रकार के होते हैं, लेकिन या तो घाव प्रकार या लेमिनेटेड प्रकार के हो सकते हैं:
फिल्म कैपेसिटर सामान्य कैपेसिटर के समान ही काम करता है, यानी जब बिजली की आपूर्ति इससे जुड़ी होती है तो दो इलेक्ट्रोड के बीच क्षमता का निर्माण शुरू हो जाता है। जब दोनों प्लेटों पर चार्ज उनकी क्षमता तक जमा हो जाता है तो इसका मतलब है कि कैपेसिटर पूरी तरह से चार्ज हो गया है। इसके अलावा, ये फिल्म कैपेसिटर एक स्व-उपचार सुविधा के साथ आते हैं जो उनके शेल्फ जीवन को बढ़ाता है।
फिल्म कैपेसिटर की स्व-उपचार सुविधा
जब भी उच्च धारा, उच्च तापमान, या किसी ओवरवॉल्टेज के कारण इन्सुलेशन डी-मेटलाइज होता है तो फिल्म कैपेसिटर आसपास जमा फिल्म को ऑक्सीकरण करता है। यह शेष क्षमता क्षेत्र को दोषपूर्ण क्षमता क्षेत्र से अलग कर देता है और इस प्रकार ठीक से कार्य करता रहता है:
हालाँकि, शेष संधारित्र से दोष क्षेत्र का यह अलगाव समय के साथ संधारित्र की धारिता को भी कम कर सकता है। इसके अलावा, नीचे एक तालिका है जो ऑक्सीकरण के कारण समय के साथ संधारित्र धारिता में गिरावट को दर्शाती है:
यहां ऊपर दी गई तालिका में नीला ग्राफ बिना किसी स्व-उपचार के कैपेसिटेंस दिखाता है क्योंकि गिरावट बहुत अधिक हो सकती है जिससे बड़े पैमाने पर विफलता हो सकती है। यदि फिल्म कैपेसिटर की संरचना में इलेक्ट्रोड का उपयोग फ़्यूज़ के साथ किया जाता है, तो गिरावट वक्र हरे रंग में होगा।
यदि फ़्यूज़ प्राथमिक सेल से अनुचित तरीके से जुड़े हुए हैं तो कैपेसिटर विफलता हो सकती है जिसके परिणामस्वरूप कैपेसिटेंस में तेजी से कमी आ सकती है। भूरा वक्र उच्च-शक्ति फिल्म संधारित्र के लिए है जिसमें उचित खंडित इलेक्ट्रोड होते हैं जिनका घनत्व शुद्ध तेल संसेचन के कारण काफी अधिक होता है।
इस प्रकार के फिल्म कैपेसिटर इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि वे अपने रेटेड वोल्टेज और वर्तमान मूल्यों पर काम करते समय मूल कैपेसिटेंस का 2 प्रतिशत से अधिक नहीं खोते हैं। यही कारण है कि इन फिल्म कैपेसिटर का जीवनकाल अन्य प्रकार के कैपेसिटर की तुलना में अधिक होता है और इनका व्यापक रूप से एसी सर्किट में उपयोग किया जाता है।
स्नबर सर्किट में फिल्म कैपेसिटर
वोल्टेज परिवर्तन की उच्च दर के कारण पावर सर्किट को आमतौर पर करंट और वोल्टेज स्पाइक्स का सामना करना पड़ता है और ऐसे मुद्दों से निपटने के लिए स्नबर सर्किट का उपयोग किया जाता है। मुख्य रूप से स्नबर सर्किट में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप और अर्धचालक तनाव को कम करने के लिए फिल्म कैपेसिटर होते हैं। फिल्म कैपेसिटर वोल्टेज के परिवर्तन की उच्च दर का सामना कर सकता है जिससे इसके माध्यम से उच्च धारा प्रवाहित हो सकती है। तो, संधारित्र में पॉलीप्रोपाइलीन की ढांकता हुआ प्लास्टिक फिल्म एक अच्छा मेल होगी क्योंकि इसमें कम समकक्ष श्रृंखला प्रतिरोध और अधिष्ठापन के कारण वोल्टेज और वर्तमान स्पाइक्स का सामना करने की क्षमता है:
जब MOSFET बंद स्थिति में होता है तो संधारित्र प्रतिरोधक R के माध्यम से चार्ज होगा 1 और जब MOSFET चालू स्थिति में होगा तो संधारित्र अवरोधक और जमीन के माध्यम से डिस्चार्ज हो जाएगा।
पावर फिल्टर के रूप में फिल्म कैपेसिटर
इनवर्टर और मोटरों में सिग्नल को फ़िल्टर करने के लिए आउटपुट पर कैपेसिटर वोल्टेज के परिवर्तन की दर के स्तर को कम करने के लिए उच्च तरंग धाराओं को पास करते हैं। यह अंततः सिस्टम में तनाव और विद्युत चुम्बकीय तनाव को कम करता है। पावर फिल्टर के रूप में फिल्म कैपेसिटर का व्यावहारिक कार्यान्वयन सर्किट में नीचे दिया गया है:
जब एक एसी आपूर्ति जुड़ी होती है तो कैपेसिटर एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के उपयोग को छोड़कर गैर-ध्रुवीकृत होना चाहिए।
ईएमआई फिल्टर के रूप में फिल्म कैपेसिटर
सर्किट के लिए विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को फ़िल्टर करने के लिए धातुकृत फिल्म कैपेसिटर का उपयोग उनके ओपन सर्किट विफलता मोड और उच्च वोल्टेज से निपटने की क्षमता के कारण किया जाता है। उपयोग के आधार पर पावर सर्किट में कनेक्ट होने पर कैपेसिटर की दो श्रेणियां होती हैं। एक्स लेबल वाले कैपेसिटर वे कैपेसिटर होते हैं जो लाइन से लाइन से जुड़े होते हैं जिन्हें अक्सर लाइन टू न्यूट्रल कैपेसिटर के रूप में नामित किया जाता है और अंतर ईएमआई फ़िल्टरिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
जबकि जमीन से लाइन में जुड़े कैपेसिटर को Y के रूप में वर्गीकृत किया जाता है और अक्सर लाइन बाईपास कैपेसिटर का नाम दिया जाता है। ये कैपेसिटर तारों को बायपास करके जमीन तक ले जाते हैं जिसे सामान्य ईएमआई फ़िल्टरिंग मोड कहा जाता है। चूंकि ये कैपेसिटर विफल हो सकते हैं इसलिए विफलता की स्थिति में विशेष मोड होते हैं, यानी जब एक्स कैपेसिटर विफल हो जाता है तो यह शॉर्ट सर्किट बनाता है जिसके परिणामस्वरूप सर्किट ब्रेकर ट्रिप हो जाता है। इसके अलावा, यदि Y कैपेसिटर विफल हो जाता है तो यह एक खुला सर्किट बनाएगा जो बिजली के झटके के जोखिम को कम करता है।
इसके अलावा, एक्स कैपेसिटर की विफलता की स्थिति में सिस्टम बंद हो जाएगा और वाई कैपेसिटर की विफलता की स्थिति में सिस्टम चलता रहेगा लेकिन ईएमआई फ़िल्टरिंग कम हो जाएगी। यहां नीचे एक तालिका दी गई है जो कैपेसिटर के लिए उनके सर्किट कनेक्शन के आधार पर सुरक्षा रेटिंग दिखाती है:
अब ईएमआई फ़िल्टरिंग के लिए फिल्म कैपेसिटर के उपयोग को और स्पष्ट करने के लिए यहां ईएमआई फिल्टर के रूप में कैपेसिटर का उपयोग करते हुए एक विद्युत लाइन का एक सरल एसी सर्किट दिया गया है:
फिल्म कैपेसिटर का कम स्व-प्रेरण एक फायदा है क्योंकि यह कैपेसिटर की प्रतिध्वनि को उच्च रखता है। यहां एक्स कैपेसिटर लाइन और न्यूट्रल के बीच जुड़ा हुआ है जबकि वाई कैपेसिटर लाइन और ग्राउंड के बीच जुड़ा हुआ है।
निष्कर्ष
जब पावर सर्किट की बात आती है तो फिल्म कैपेसिटर अपनी अलग-अलग विशेषताओं और स्वयं-उपचार गुणों के कारण बहुत महत्व रखते हैं। यह गुण कैपेसिटर की शेल्फ लाइफ को बढ़ाता है और सिस्टम की विफलता को भी रोकता है।
इसके अलावा, इन फिल्म कैपेसिटर को प्रकारों में विभाजित किया गया है: एक फ़ॉइल इलेक्ट्रोड है और दूसरा धातुकृत फिल्म कैपेसिटर है। इसी तरह, फिल्म कैपेसिटर भी ढांकता हुआ के लिए इन्सुलेट सामग्री के प्रकार के आधार पर भिन्न होते हैं क्योंकि ढांकता हुआ संरचना फिल्म कैपेसिटर की कार्य विशेषताओं को प्रभावित करती है। रिपल करंट रेटिंग और सेल्फ-हीलिंग फीचर के कारण फिल्म कैपेसिटर को एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की तुलना में पसंद किया जाता है।