1. ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার
ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার হল ক্যাপাসিটার যা ইলেক্ট্রোলাইটের উপর জারণ স্তর দ্বারা গঠিত হয় যা একটি অন্তরক স্তর হিসাবে ইলেক্ট্রোলাইটের ক্রিয়া দ্বারা তৈরি হয়, যার সাধারণত একটি বৃহৎ ক্ষমতা থাকে। ইলেক্ট্রোলাইট হল একটি তরল, জেলির মতো উপাদান যা আয়ন সমৃদ্ধ, এবং বেশিরভাগ ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটারগুলি মেরু হয়, অর্থাৎ, কাজ করার সময়, ক্যাপাসিটরের ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডের ভোল্টেজ সর্বদা ঋণাত্মক ভোল্টেজের চেয়ে বেশি হওয়া প্রয়োজন।
ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের উচ্চ ক্ষমতাকে আরও অনেক বৈশিষ্ট্যের জন্যও ত্যাগ করতে হয়, যেমন একটি বৃহৎ লিকেজ কারেন্ট, একটি বৃহৎ সমতুল্য সিরিজ ইন্ডাক্ট্যান্স এবং প্রতিরোধ, একটি বৃহৎ সহনশীলতা ত্রুটি এবং একটি স্বল্প জীবনকাল।
পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ছাড়াও, নন-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরও রয়েছে। নীচের চিত্রে, দুই ধরণের 1000uF, 16V ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর রয়েছে। এর মধ্যে, বৃহত্তরটি অ-পোলার এবং ছোটটি পোলার।
(অ-মেরু এবং মেরু ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার)
ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের ভেতরের অংশটি তরল ইলেক্ট্রোলাইট বা কঠিন পলিমার হতে পারে এবং ইলেক্ট্রোড উপাদানটি সাধারণত অ্যালুমিনিয়াম (অ্যালুমিনিয়াম) বা ট্যানটালাম (ট্যান্ডালাম) হয়। নীচে কাঠামোর ভিতরে একটি সাধারণ পোলার অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর রয়েছে, ইলেক্ট্রোডের দুটি স্তরের মধ্যে ইলেক্ট্রোলাইটে ভেজা ফাইবার পেপারের একটি স্তর রয়েছে, এবং অ্যালুমিনিয়াম শেলে সিল করা একটি সিলিন্ডারে পরিণত অন্তরক কাগজের একটি স্তর রয়েছে।
(ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের অভ্যন্তরীণ গঠন)
ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরটি ব্যবচ্ছেদ করলে এর মৌলিক গঠন স্পষ্টভাবে দেখা যায়। ইলেক্ট্রোলাইটের বাষ্পীভবন এবং ফুটো রোধ করার জন্য, ক্যাপাসিটরের পিন অংশটি সিলিং রাবার দিয়ে স্থির করা হয়।
অবশ্যই, চিত্রটি পোলার এবং নন-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের মধ্যে অভ্যন্তরীণ আয়তনের পার্থক্যও দেখায়। একই ক্ষমতা এবং ভোল্টেজ স্তরে, নন-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরটি পোলারের চেয়ে প্রায় দ্বিগুণ বড়।
(অ-মেরু এবং মেরু তড়িৎ বিশ্লেষক ক্যাপাসিটরের অভ্যন্তরীণ গঠন)
এই পার্থক্যটি মূলত দুটি ক্যাপাসিটরের ভিতরে থাকা ইলেকট্রোডের ক্ষেত্রফলের বৃহৎ পার্থক্য থেকে আসে। নন-পোলার ক্যাপাসিটর ইলেকট্রোডটি বাম দিকে এবং পোলার ইলেকট্রোডটি ডান দিকে থাকে। ক্ষেত্রফলের পার্থক্য ছাড়াও, দুটি ইলেকট্রোর পুরুত্বও ভিন্ন এবং পোলার ক্যাপাসিটর ইলেকট্রোর পুরুত্ব পাতলা।
(বিভিন্ন প্রস্থের ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর অ্যালুমিনিয়াম শীট)
2. ক্যাপাসিটরের বিস্ফোরণ
যখন ক্যাপাসিটরের দ্বারা প্রয়োগ করা ভোল্টেজ তার সহ্যক্ষম ভোল্টেজকে ছাড়িয়ে যায়, অথবা যখন পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজের পোলারিটি বিপরীত করা হয়, তখন ক্যাপাসিটরের লিকেজ কারেন্ট তীব্রভাবে বৃদ্ধি পাবে, যার ফলে ক্যাপাসিটরের অভ্যন্তরীণ তাপ বৃদ্ধি পাবে এবং ইলেক্ট্রোলাইট প্রচুর পরিমাণে গ্যাস উৎপন্ন করবে।
ক্যাপাসিটরের বিস্ফোরণ রোধ করার জন্য, ক্যাপাসিটরের হাউজিংয়ের উপরে তিনটি খাঁজ চাপা থাকে, যাতে উচ্চ চাপে ক্যাপাসিটরের উপরের অংশটি ভেঙে অভ্যন্তরীণ চাপ ছেড়ে দেওয়া সহজ হয়।
(ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের উপরে ব্লাস্টিং ট্যাঙ্ক)
যাইহোক, উৎপাদন প্রক্রিয়ার কিছু ক্যাপাসিটরের উপরের খাঁজ চাপ যোগ্য নয়, ক্যাপাসিটরের ভিতরে চাপ ক্যাপাসিটরের নীচের সিলিং রাবারকে বের করে দেবে, এই সময়ে ক্যাপাসিটরের ভিতরের চাপ হঠাৎ মুক্তি পাবে, যা একটি বিস্ফোরণ ঘটাবে।
১, নন-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর বিস্ফোরণ
নিচের চিত্রটিতে একটি নন-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর দেখানো হয়েছে, যার ক্ষমতা ১০০০uF এবং ভোল্টেজ ১৬V। প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ ১৮V অতিক্রম করার পরে, লিকেজ কারেন্ট হঠাৎ বেড়ে যায় এবং ক্যাপাসিটরের ভিতরের তাপমাত্রা এবং চাপ বৃদ্ধি পায়। অবশেষে, ক্যাপাসিটরের নীচের রাবার সিলটি ফেটে যায় এবং অভ্যন্তরীণ ইলেক্ট্রোডগুলি পপকর্নের মতো ভেঙে যায়।
(অ-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ওভারভোল্টেজ ব্লাস্টিং)
একটি ক্যাপাসিটরের সাথে একটি থার্মোকাপল বেঁধে, প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে সাথে ক্যাপাসিটরের তাপমাত্রার পরিবর্তনের প্রক্রিয়া পরিমাপ করা সম্ভব। নিম্নলিখিত চিত্রটি ভোল্টেজ বৃদ্ধির প্রক্রিয়ায় নন-পোলার ক্যাপাসিটর দেখায়, যখন প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ সহ্যকারী ভোল্টেজ মান অতিক্রম করে, তখন অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রক্রিয়া অব্যাহত থাকে।
(ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক)
নিচের চিত্রটি একই প্রক্রিয়া চলাকালীন ক্যাপাসিটরের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্টের পরিবর্তন দেখায়। দেখা যাচ্ছে যে কারেন্টের বৃদ্ধিই অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রধান কারণ। এই প্রক্রিয়ায়, ভোল্টেজ রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায় এবং কারেন্ট তীব্রভাবে বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে, পাওয়ার সাপ্লাই গ্রুপ ভোল্টেজ হ্রাস করে। অবশেষে, যখন কারেন্ট 6A অতিক্রম করে, তখন ক্যাপাসিটরটি একটি জোরে বিস্ফোরণে বিস্ফোরিত হয়।
(ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক)
নন-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের বৃহৎ অভ্যন্তরীণ আয়তন এবং ইলেক্ট্রোলাইটের পরিমাণের কারণে, ওভারফ্লো হওয়ার পরে উৎপন্ন চাপ বিশাল হয়, যার ফলে শেলের উপরের চাপ উপশমকারী ট্যাঙ্কটি ভাঙে না এবং ক্যাপাসিটরের নীচের সিলিং রাবারটি উড়িয়ে দেওয়া হয়।
2, পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের বিস্ফোরণ
পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের জন্য, একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়। যখন ভোল্টেজ ক্যাপাসিটরের সহ্য ক্ষমতার ভোল্টেজকে ছাড়িয়ে যায়, তখন লিকেজ কারেন্টও তীব্রভাবে বৃদ্ধি পাবে, যার ফলে ক্যাপাসিটর অতিরিক্ত গরম হয়ে বিস্ফোরিত হবে।
নিচের চিত্রটি লিমিটিং ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরটি দেখায়, যার ক্ষমতা 1000uF এবং ভোল্টেজ 16V। অতিরিক্ত ভোল্টেজের পরে, অভ্যন্তরীণ চাপ প্রক্রিয়াটি উপরের চাপ রিলিফ ট্যাঙ্কের মাধ্যমে নির্গত হয়, তাই ক্যাপাসিটর বিস্ফোরণ প্রক্রিয়া এড়ানো যায়।
নিম্নলিখিত চিত্রটি দেখায় যে প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে সাথে ক্যাপাসিটরের তাপমাত্রা কীভাবে পরিবর্তিত হয়। ভোল্টেজ ধীরে ধীরে ক্যাপাসিটরের সহ্য ক্ষমতার ভোল্টেজের কাছাকাছি পৌঁছানোর সাথে সাথে ক্যাপাসিটরের অবশিষ্ট কারেন্ট বৃদ্ধি পায় এবং অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেতে থাকে।
(ভোল্টেজ এবং তাপমাত্রার মধ্যে সম্পর্ক)
নিচের চিত্রটি হল ক্যাপাসিটরের লিকেজ কারেন্টের পরিবর্তন, নামমাত্র 16V ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর, পরীক্ষা প্রক্রিয়ায়, যখন ভোল্টেজ 15V ছাড়িয়ে যায়, তখন ক্যাপাসিটরের লিকেজ তীব্রভাবে বাড়তে শুরু করে।
(ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক)
প্রথম দুটি ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের পরীক্ষামূলক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, এটিও দেখা যায় যে এই ধরনের 1000uF সাধারণ ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ সীমা কত। ক্যাপাসিটরের উচ্চ-ভোল্টেজ ভাঙ্গন এড়াতে, ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ব্যবহার করার সময়, প্রকৃত ভোল্টেজের ওঠানামা অনুসারে পর্যাপ্ত মার্জিন রেখে যাওয়া প্রয়োজন।
৩,সিরিজে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার
যেখানে উপযুক্ত, সমান্তরাল এবং সিরিজ সংযোগের মাধ্যমে যথাক্রমে বৃহত্তর ক্যাপাসিট্যান্স এবং বৃহত্তর ক্যাপাসিট্যান্স সহ্য করার ভোল্টেজ পাওয়া যেতে পারে।
(অতিরিক্ত চাপ বিস্ফোরণের পরে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের পপকর্ন)
কিছু অ্যাপ্লিকেশনে, ক্যাপাসিটরে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ হল AC ভোল্টেজ, যেমন স্পিকারের কাপলিং ক্যাপাসিটর, অল্টারনেটিং কারেন্ট ফেজ ক্ষতিপূরণ, মোটর ফেজ-শিফটিং ক্যাপাসিটর ইত্যাদি, যার জন্য নন-পোলার ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ব্যবহারের প্রয়োজন হয়।
কিছু ক্যাপাসিটর প্রস্তুতকারকের দেওয়া ব্যবহারকারীর নির্দেশিকায়, এটিও দেওয়া হয়েছে যে পরপর সিরিজের মাধ্যমে ঐতিহ্যবাহী পোলার ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা হয়, অর্থাৎ দুটি ক্যাপাসিটর একসাথে সিরিজে থাকা সত্ত্বেও, পোলারিটি বিপরীত হলে নন-পোলার ক্যাপাসিটরের প্রভাব পাওয়া যায়।
(ওভারভোল্টেজ বিস্ফোরণের পরে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিট্যান্স)
নিম্নে ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ, রিভার্স ভোল্টেজ, দুটি ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের পরপর সিরিজের তিনটি নন-পোলার ক্যাপাসিট্যান্স ক্ষেত্রে প্রয়োগের ক্ষেত্রে পোলার ক্যাপাসিটরের তুলনা করা হল, প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে সাথে লিকেজ কারেন্টের পরিবর্তন হয়।
১. ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ এবং লিকেজ কারেন্ট
ক্যাপাসিটরের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট পরিমাপ করা হয় একটি রেজিস্টারকে ধারাবাহিকভাবে সংযুক্ত করে। ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ সহনশীলতা পরিসরের (1000uF, 16V) মধ্যে, সংশ্লিষ্ট লিকেজ কারেন্ট এবং ভোল্টেজের মধ্যে সম্পর্ক পরিমাপ করার জন্য প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ ধীরে ধীরে 0V থেকে বৃদ্ধি করা হয়।
(ধনাত্মক সিরিজ ক্যাপাসিট্যান্স)
নিচের চিত্রটি একটি পোলার অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের লিকেজ কারেন্ট এবং ভোল্টেজের মধ্যে সম্পর্ক দেখায়, যা 0.5mA এর নিচে লিকেজ কারেন্টের সাথে একটি অরৈখিক সম্পর্ক।
(ফরোয়ার্ড সিরিজের পরে ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক)
2, বিপরীত ভোল্টেজ এবং ফুটো বর্তমান
একই কারেন্ট ব্যবহার করে প্রয়োগকৃত দিকের ভোল্টেজ এবং ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের লিকেজ কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক পরিমাপ করে, নিচের চিত্র থেকে দেখা যাবে যে যখন প্রয়োগকৃত বিপরীত ভোল্টেজ 4V অতিক্রম করে, তখন লিকেজ কারেন্ট দ্রুত বৃদ্ধি পেতে শুরু করে। নিম্নলিখিত বক্ররেখার ঢাল থেকে, বিপরীত ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিট্যান্স 1 ওহমের রোধের সমতুল্য।
(বিপরীত ভোল্টেজ ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক)
৩. ব্যাক-টু-ব্যাক সিরিজ ক্যাপাসিটার
দুটি অভিন্ন ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটার (1000uF, 16V) পরপর সিরিজে সংযুক্ত হয়ে একটি নন-পোলার সমতুল্য ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর তৈরি করে, এবং তারপর তাদের ভোল্টেজ এবং লিকেজ কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক বক্ররেখা পরিমাপ করা হয়।
(ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক পোলারিটি সিরিজ ক্যাপাসিট্যান্স)
নিচের চিত্রটি ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ এবং লিকেজ কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক দেখায় এবং আপনি দেখতে পাচ্ছেন যে প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ 4V অতিক্রম করার পরে এবং কারেন্টের প্রশস্ততা 1.5mA এর কম হওয়ার পরে লিকেজ কারেন্ট বৃদ্ধি পায়।
আর এই পরিমাপটা একটু অবাক করার মতো, কারণ আপনি দেখতে পাচ্ছেন যে এই দুটি ব্যাক-টু-ব্যাক সিরিজ ক্যাপাসিটরের লিকেজ কারেন্ট আসলে একটি একক ক্যাপাসিটরের লিকেজ কারেন্টের চেয়ে বেশি, যখন ভোল্টেজ সামনের দিকে প্রয়োগ করা হয়।
(ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক সিরিজের পরে ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক)
তবে, সময়ের কারণে, এই ঘটনার জন্য কোনও পুনরাবৃত্তি পরীক্ষা করা হয়নি। সম্ভবত ব্যবহৃত ক্যাপাসিটরগুলির মধ্যে একটি ছিল এখনই বিপরীত ভোল্টেজ পরীক্ষার ক্যাপাসিটর, এবং ভিতরে ক্ষতি ছিল, তাই উপরের পরীক্ষার বক্ররেখা তৈরি হয়েছিল।
পোস্টের সময়: জুলাই-২৫-২০২৩
