ক্যাপাসিটর, ক্যাপাসিট্যান্স এবং চার্জের পরিচিতি

ক্যাপাসিটারগুলি ইলেকট্রনিক্সের ক্ষেত্রে মৌলিক উপাদান এবং বিভিন্ন ইলেকট্রনিক সার্কিটে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ক্যাপাসিট্যান্স এবং চার্জের ধারণাগুলি বোঝা যে কেউ বৈদ্যুতিক প্রকৌশলের জগতে প্রবেশ করতে চায় তার জন্য অপরিহার্য। এই নিবন্ধে, আমরা ক্যাপাসিটরগুলির একটি সংক্ষিপ্ত পরিচিতি করব, ক্যাপ্যাসিট্যান্স ব্যাখ্যা করব এবং তাদের আচরণকে নিয়ন্ত্রণ করে এমন সমীকরণটি অনুসন্ধান করব।

ক্যাপাসিটর কি

একটি ক্যাপাসিটর একটি নিষ্ক্রিয় দ্বি-টার্মিনাল ইলেকট্রনিক উপাদান যা একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করে। একটি ক্যাপাসিটরের কাঠামোতে দুটি পরিবাহী প্লেট থাকে, সাধারণত ধাতু দিয়ে গঠিত, যেগুলি তাদের মধ্যে একটি অস্তরক পদার্থের সাথে পৃথকভাবে অবস্থান করে। যখন একটি ক্যাপাসিটরের টার্মিনাল জুড়ে ভোল্টেজের পার্থক্য প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি তার প্লেটে চার্জ জমা করে, তাদের মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে।

ক্যাপাসিট্যান্স কি

ক্যাপাসিট্যান্স হল একটি ডিভাইস বা উপাদান জুড়ে ভোল্টেজের প্রতি ইউনিটে কত বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করা যায় তার একটি পরিমাপ। ক্যাপাসিট্যান্সের একক ফ্যারাড।

চার্জ কি

চার্জটিকে বৈদ্যুতিক শক্তির উপস্থিতি হিসাবে বর্ণনা করা হয়। এর প্রতীক হল Q এবং এর একক হল Coulomb.

ক্যাপাসিটারের কাজ

যখন একটি ক্যাপাসিটরের টার্মিনাল জুড়ে একটি বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ প্রবর্তিত হয়, তখন প্লেটের মধ্যে প্রতিষ্ঠিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি ইলেকট্রনের গতি শুরু করে। ক্যাপাসিটরের নেতিবাচক প্লেটটি ভোল্টেজ উৎসের নেতিবাচক টার্মিনাল থেকে সরানো ইলেকট্রনগুলির জন্য একটি সংগ্রহ বিন্দু হয়ে ওঠে।

একই সাথে, সমান সংখ্যক ইলেকট্রন ক্যাপাসিটরের ধনাত্মক প্লেট ত্যাগ করে এবং ভোল্টেজ উত্সের ধনাত্মক টার্মিনালে ফিরে আসে।

ক্যাপাসিটর সম্পূর্ণরূপে চার্জ না হওয়া পর্যন্ত চার্জের এই সঞ্চয় এবং পুনঃবন্টন চলতে থাকে, যে সময়ে ইলেকট্রনের প্রবাহ বন্ধ হয়ে যায়, ক্যাপাসিটরে সঞ্চিত চার্জ সমীকরণটি ব্যবহার করে নির্ধারণ করা যেতে পারে:

প্রদত্ত সমীকরণে, 'Q' এর প্রতীক চার্জ মধ্যে জমা হয় ক্যাপাসিটর , 'C' বোঝায় ক্যাপাসিট্যান্স , এবং 'V' ক্যাপাসিটর জুড়ে প্রয়োগ করা ভোল্টেজকে উপস্থাপন করে।

এই সমীকরণটি ক্যাপাসিট্যান্স এবং প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের মধ্যে একটি আনুপাতিক সম্পর্ক প্রদর্শন করে, দেখায় যে একটি ক্যাপাসিটরে থাকা চার্জের পরিমাণ সরাসরি এই উভয় ভেরিয়েবলের সাথে সম্পর্কিত। তাই, ক্যাপাসিট্যান্স বা ভোল্টেজ বাড়ানোর ফলে উচ্চ চার্জ জমা হবে।

একটি সমান্তরাল প্লেট ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স

একটি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স প্লেটগুলির পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল (A) এবং তাদের মধ্যে বিচ্ছেদ দূরত্ব (d) দ্বারা নির্ধারিত হয়, উভয় কারণই এর সামগ্রিক ধারণক্ষমতাকে প্রভাবিত করে। প্লেট এলাকা যত বড় হবে ক্যাপ্যাসিট্যান্স তত বেশি হবে, যখন প্লেটগুলির মধ্যে একটি ছোট দূরত্ব ক্যাপ্যাসিট্যান্স বৃদ্ধির দিকে নিয়ে যায়। এই সম্পর্কটি সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা হয়েছে:

ক্যাপাসিটরগুলির বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করার ক্ষমতা রয়েছে, যার ফলে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণ (U) প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের বর্গ (V) এবং ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স (C) উভয়ের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। একটি ক্যাপাসিটরে সঞ্চিত শক্তির সমীকরণ দেওয়া হয়:

একটি ক্যাপাসিটরের মধ্যে সঞ্চিত শক্তি জানা সার্কিট ডিজাইন করার জন্য অত্যাবশ্যক, বিশেষ করে অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে যেখানে শক্তি মুক্তি বা তাত্ক্ষণিক শক্তি প্রয়োজনীয়তা গুরুত্বপূর্ণ।

একটি গোলাকার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স

একটি গোলাকার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স গণনা করতে, আপনাকে ভিতরের এবং বাইরের উভয় পরিবাহী গোলকের ব্যাসার্ধ জানতে হবে। ক্যাপাসিটরের আকৃতি এবং গোলকের মধ্যে অবস্থিত উপাদানের অনুমতি ক্ষমতা ক্যাপাসিট্যান্স নিয়ন্ত্রণ করে। একটি গোলাকার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স গণনার সূত্র হল:

অন্যদিকে, 'εᵣ' চিহ্নটি গোলকের মধ্যে অবস্থিত উপাদানের আপেক্ষিক অনুমতি বা অস্তরক ধ্রুবককে উপস্থাপন করতে ব্যবহার করা হয়। অতিরিক্তভাবে, 'r₁' অভ্যন্তরীণ গোলকের ব্যাসার্ধকে বোঝায়, যখন 'r₂' বাইরের গোলকের ব্যাসার্ধকে বোঝায়।

ব্যাসার্ধের মান এবং উপাদানের পারমিটিভিটি প্রতিস্থাপন করে, আপনি গোলাকার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স গণনা করতে পারেন। এটি লক্ষণীয় যে যদি অভ্যন্তরীণ গোলকের একটি নগণ্য ব্যাসার্ধ থাকে বা একটি বিন্দু চার্জ হিসাবে বিবেচিত হয়, ক্যাপাসিট্যান্স সূত্রটি সহজ করে:

এই ক্ষেত্রে, ক্যাপাসিট্যান্স শুধুমাত্র বাইরের গোলকের ব্যাসার্ধ এবং উপাদানের অনুমতি দ্বারা নির্ধারিত হয়।

একটি নলাকার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স

একটি নলাকার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স গণনা করতে, আপনাকে ক্যাপাসিটরের দৈর্ঘ্য (L), ভিতরের কন্ডাক্টরের ব্যাসার্ধ (r₁), এবং বাইরের পরিবাহীর ব্যাসার্ধ (r₂) জানতে হবে। ক্যাপাসিটরের আকৃতি এবং গোলকের মধ্যে অবস্থিত উপাদানের অনুমতি ক্ষমতা ক্যাপাসিট্যান্স নিয়ন্ত্রণ করে। একটি নলাকার ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স গণনার সূত্র হল:

অন্যদিকে, 'εᵣ' চিহ্নটি গোলকের মধ্যে অবস্থিত উপাদানের আপেক্ষিক অনুমতি বা অস্তরক ধ্রুবককে উপস্থাপন করতে ব্যবহার করা হয়। অতিরিক্তভাবে, 'r₁' অভ্যন্তরীণ গোলকের ব্যাসার্ধকে নির্দেশ করে, যখন 'r₂' বাইরের গোলকের ব্যাসার্ধকে বোঝায়।

উপসংহার

ইলেকট্রনিক্সের ক্ষেত্রে ক্যাপাসিটারগুলি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, শক্তি সঞ্চয় এবং ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে। ক্যাপাসিট্যান্স, ফ্যারাড (F) এ পরিমাপ করা হয়, চার্জ সঞ্চয় করার ক্ষমতা ক্যাপাসিটরের পরিমাণ নির্ধারণ করে। এটি সংরক্ষিত চার্জের (Q) সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং ক্যাপাসিটরের টার্মিনাল জুড়ে ভোল্টেজ (V) এর বিপরীতভাবে সমানুপাতিক।