समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध: Difference between revisions
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[[विद्युत परिपथ]] में उपयोग किए जाने वाले | [[विद्युत परिपथ]] में उपयोग किए जाने वाले व्यवहारिक संधारित्र व अधिष्ठापन के साथ आदर्श घटक नहीं हैं। विद्युत परिपथ में उपयोग किए जाने वाले व्यावहारिक संधारित्र और प्रेरक केवल धारिता या कुचालक सहित अन्य कोई घटक नहीं है I इस प्रतिरोध को समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि अन्यथा निर्दिष्ट नहीं किया गया है तो "ईएसआर" [[एसी प्रतिरोध|एसी "एयर कंडीशनर" प्रतिरोध]] है जिसका अर्थ निर्दिष्ट आवृत्तियों को मापना हैI बिजली आपूर्ति घटकों के लिए 100 किलोहर्ट्ज रैखिक बिजली आपूर्ति घटकों के लिए 120 हर्ट्ज और सामान्य के लिए इसकी स्व-अनुनाद आवृत्ति पर मापा जाता है। इसके अतिरिक्त ऑडियो घटक 1000 हर्ट्ज़ पर अन्य बातों के साथ-साथ ईएसआर "ESR" को शामिल करते हुए क्यू "Q" कारक की रिपोर्ट करते हैं। | ||
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विद्युत् प्रतिरोध [[सर्किट सिद्धांत|सिद्धांत]] आदर्श प्रतिरोधों व [[संधारित्र]] से संबंधित होते हैंI प्रत्येक [[विद्युत सर्किट]] को प्रतिरोध या अधिष्ठापन में योगदान के लिए जाना जाता है। हालाँकि सभी घटकों में इनमें से प्रत्येक पैरामीटर का मान शून्य होता है। विशेष रूप से संयुक्त उपकरण परिमित विद्युत प्रतिरोध वाली सामग्रियों से निर्मित होते हैं ताकि भौतिक घटकों में अन्य गुणों के अलावा भी कुछ प्रतिरोधक तत्व सम्मिलित हो। ईएसआर की उत्पत्ति मूल उपकरण पर निर्भर करती है। | |||
सर्किट विश्लेषण में अंतर्निहित प्रतिरोधों से निपटने का तरीका प्रत्येक भौतिक घटक को श्रृंखला में छोटे [[अवरोध]]क और ईएसआर "ESR" के संयोजन के रूप में व्यक्त करने के लिए मॉडल तत्व का उपयोग किया जाता है I | |||
क्यू Q कारक जो ईएसआर से संबंधित हैI कभी-कभी यह वास्तविक प्रेरकों के उच्च-आवृत्ति की गणना में उपयोग करने के लिए ईएसआर की तुलना में अधिक सुविधाजनक पैरामीटर हैI | |||
संधारित्र, कुचालक और प्रतिरोधक आमतौर पर अन्य मापदंडों के लिए रेखांकित किए जाते हैं। उदाहरण के लिए प्रतिरोधक का अधिष्ठापन इतना छोटा है कि सर्किट ऑपरेशन को प्रभावित नहीं करता है। हालाँकि कुछ परिस्थितियों में परजीवी महत्वपूर्ण और यहाँ तक कि प्रभावी हो जाते हैं। | |||
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शुद्ध कैपेसिटर और इंडक्टर्स ऊर्जा को नष्ट नहीं करते | शुद्ध कैपेसिटर और इंडक्टर्स ऊर्जा को नष्ट नहीं करते हैंI कोई भी घटक जो ऊर्जा को नष्ट करता हैI उसे एक या अधिक प्रतिरोधकों को शामिल करने वाले समकक्ष सर्किट मॉडल में शामिल किया जाना चाहिए। वास्तविक घटक नेटवर्क के रूप में व्यवहार करता है। समतुल्य सर्किट के कुछ घटक जैसे आवृत्ति और तापमान के साथ भिन्न होते हैंI | ||
यदि | यदि आवधिक सिनवेव ([[प्रत्यावर्ती धारा]]) द्वारा संचालित किया जाता है, तो घटक को इसके [[जटिल चर]] [[विद्युत प्रतिबाधा]] Z(ω) = R + jX(ω) द्वारा चित्रित किया जाएगा; प्रतिबाधा में मुख्य संपत्ति के अलावा कई छोटे प्रतिरोध, प्रेरकत्व और धारिता शामिल हो सकते हैं। डिवाइस के आदर्श व्यवहार से ये छोटे विचलन कुछ शर्तों के तहत महत्वपूर्ण हो सकते हैं, आमतौर पर उच्च आवृत्ति, जहां छोटे कैपेसिटेंस और इंडक्शन की [[विद्युत प्रतिक्रिया]] सर्किट ऑपरेशन का एक महत्वपूर्ण तत्व बन सकती है। आवश्यक सटीकता के आधार पर, कम या अधिक जटिलता के मॉडल का उपयोग किया जा सकता है। कई उद्देश्यों के लिए, ईएसआर के साथ श्रृंखला में एक अधिष्ठापन या समाई वाला एक साधारण मॉडल काफी अच्छा है। | ||
ये मॉडल, हालांकि सरल या जटिल, प्रदर्शन की गणना करने के लिए सर्किट में डाले जा सकते हैं। [[कंप्यूटर]] उपकरण जटिल सर्किट के लिए उपलब्ध हैं; उदाहरण के लिए, [[मसाला]] प्रोग्राम और इसके प्रकार। | ये मॉडल, हालांकि सरल या जटिल, प्रदर्शन की गणना करने के लिए सर्किट में डाले जा सकते हैं। [[कंप्यूटर]] उपकरण जटिल सर्किट के लिए उपलब्ध हैं; उदाहरण के लिए, [[मसाला]] प्रोग्राम और इसके प्रकार। | ||
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विद्युत परिपथ में उपयोग किए जाने वाले व्यवहारिक संधारित्र व अधिष्ठापन के साथ आदर्श घटक नहीं हैं। विद्युत परिपथ में उपयोग किए जाने वाले व्यावहारिक संधारित्र और प्रेरक केवल धारिता या कुचालक सहित अन्य कोई घटक नहीं है I इस प्रतिरोध को समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि अन्यथा निर्दिष्ट नहीं किया गया है तो "ईएसआर" एसी "एयर कंडीशनर" प्रतिरोध है जिसका अर्थ निर्दिष्ट आवृत्तियों को मापना हैI बिजली आपूर्ति घटकों के लिए 100 किलोहर्ट्ज रैखिक बिजली आपूर्ति घटकों के लिए 120 हर्ट्ज और सामान्य के लिए इसकी स्व-अनुनाद आवृत्ति पर मापा जाता है। इसके अतिरिक्त ऑडियो घटक 1000 हर्ट्ज़ पर अन्य बातों के साथ-साथ ईएसआर "ESR" को शामिल करते हुए क्यू "Q" कारक की रिपोर्ट करते हैं।
समीक्षा
विद्युत् प्रतिरोध सिद्धांत आदर्श प्रतिरोधों व संधारित्र से संबंधित होते हैंI प्रत्येक विद्युत सर्किट को प्रतिरोध या अधिष्ठापन में योगदान के लिए जाना जाता है। हालाँकि सभी घटकों में इनमें से प्रत्येक पैरामीटर का मान शून्य होता है। विशेष रूप से संयुक्त उपकरण परिमित विद्युत प्रतिरोध वाली सामग्रियों से निर्मित होते हैं ताकि भौतिक घटकों में अन्य गुणों के अलावा भी कुछ प्रतिरोधक तत्व सम्मिलित हो। ईएसआर की उत्पत्ति मूल उपकरण पर निर्भर करती है।
सर्किट विश्लेषण में अंतर्निहित प्रतिरोधों से निपटने का तरीका प्रत्येक भौतिक घटक को श्रृंखला में छोटे अवरोधक और ईएसआर "ESR" के संयोजन के रूप में व्यक्त करने के लिए मॉडल तत्व का उपयोग किया जाता है I
क्यू Q कारक जो ईएसआर से संबंधित हैI कभी-कभी यह वास्तविक प्रेरकों के उच्च-आवृत्ति की गणना में उपयोग करने के लिए ईएसआर की तुलना में अधिक सुविधाजनक पैरामीटर हैI
संधारित्र, कुचालक और प्रतिरोधक आमतौर पर अन्य मापदंडों के लिए रेखांकित किए जाते हैं। उदाहरण के लिए प्रतिरोधक का अधिष्ठापन इतना छोटा है कि सर्किट ऑपरेशन को प्रभावित नहीं करता है। हालाँकि कुछ परिस्थितियों में परजीवी महत्वपूर्ण और यहाँ तक कि प्रभावी हो जाते हैं।
घटक मॉडल
शुद्ध कैपेसिटर और इंडक्टर्स ऊर्जा को नष्ट नहीं करते हैंI कोई भी घटक जो ऊर्जा को नष्ट करता हैI उसे एक या अधिक प्रतिरोधकों को शामिल करने वाले समकक्ष सर्किट मॉडल में शामिल किया जाना चाहिए। वास्तविक घटक नेटवर्क के रूप में व्यवहार करता है। समतुल्य सर्किट के कुछ घटक जैसे आवृत्ति और तापमान के साथ भिन्न होते हैंI
यदि आवधिक सिनवेव (प्रत्यावर्ती धारा) द्वारा संचालित किया जाता है, तो घटक को इसके जटिल चर विद्युत प्रतिबाधा Z(ω) = R + jX(ω) द्वारा चित्रित किया जाएगा; प्रतिबाधा में मुख्य संपत्ति के अलावा कई छोटे प्रतिरोध, प्रेरकत्व और धारिता शामिल हो सकते हैं। डिवाइस के आदर्श व्यवहार से ये छोटे विचलन कुछ शर्तों के तहत महत्वपूर्ण हो सकते हैं, आमतौर पर उच्च आवृत्ति, जहां छोटे कैपेसिटेंस और इंडक्शन की विद्युत प्रतिक्रिया सर्किट ऑपरेशन का एक महत्वपूर्ण तत्व बन सकती है। आवश्यक सटीकता के आधार पर, कम या अधिक जटिलता के मॉडल का उपयोग किया जा सकता है। कई उद्देश्यों के लिए, ईएसआर के साथ श्रृंखला में एक अधिष्ठापन या समाई वाला एक साधारण मॉडल काफी अच्छा है।
ये मॉडल, हालांकि सरल या जटिल, प्रदर्शन की गणना करने के लिए सर्किट में डाले जा सकते हैं। कंप्यूटर उपकरण जटिल सर्किट के लिए उपलब्ध हैं; उदाहरण के लिए, मसाला प्रोग्राम और इसके प्रकार।
इंडक्टर्स
एक प्रारंभ करनेवाला में एक संवाहक विद्युतरोधी तार का तार होता है जो आमतौर पर फेरोमैग्नेटिक कोर के चारों ओर लपेटा जाता है। इंडक्टर्स में धातु कंडक्टर में अंतर्निहित प्रतिरोध होता है, जिसे डेटाशीट्स में डीसीआर के रूप में उद्धृत किया जाता है। यह धात्विक प्रतिरोध छोटे अधिष्ठापन मूल्यों के लिए छोटा है (आमतौर पर नीचे 1 ओम|Ω). ट्रांसफॉर्मर और सामान्य प्रारंभ करनेवाला डिजाइन में डीसी तार प्रतिरोध एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है क्योंकि यह घटक के प्रतिबाधा में योगदान देता है, और उस प्रतिरोध के माध्यम से बहने वाली धारा अपशिष्ट गर्मी के रूप में फैल जाती है, और ऊर्जा सर्किट से खो जाती है। इसे प्रारंभ करनेवाला के साथ श्रृंखला में एक अवरोधक के रूप में तैयार किया जा सकता है, अक्सर डीसी प्रतिरोध को ईएसआर के रूप में संदर्भित किया जाता है। हालांकि यह सटीक रूप से सही उपयोग नहीं है, ईएसआर के महत्वहीन तत्वों को अक्सर सर्किट चर्चा में उपेक्षित किया जाता है, क्योंकि यह दुर्लभ है कि ईएसआर के सभी तत्व किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण हैं।
अधिष्ठापन बढ़ाने के लिए एक कोर का उपयोग करने वाले प्रारंभ करनेवाला को कोर में हिस्टैरिसीस और एड़ी प्रवाह जैसे नुकसान होंगे। उच्च आवृत्तियों पर निकटता प्रभाव (विद्युत चुंबकत्व) और त्वचा प्रभाव के कारण वाइंडिंग में भी नुकसान होता है। ये तार प्रतिरोध के अतिरिक्त हैं, और उच्च ईएसआर की ओर ले जाते हैं।
कैपेसिटर
ठोस इलेक्ट्रोलाइट के साथ एक गैर-विद्युत - अपघटनी संधारित्र और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में, लीड और इलेक्ट्रोड के धातु प्रतिरोध और ढांकता हुआ नुकसान ईएसआर का कारण बनता है। सिरेमिक कैपेसिटर के लिए आमतौर पर ईएसआर के उद्धृत मूल्य 0.01 और 0.1 ओम के बीच होते हैं। गैर-इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का ईएसआर समय के साथ काफी स्थिर हो जाता है; अधिकांश उद्देश्यों के लिए वास्तविक गैर-इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को आदर्श घटकों के रूप में माना जा सकता है।
गैर-ठोस इलेक्ट्रोलाइट वाले एल्यूमीनियम और टैंटलम कैपेसिटर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में बहुत अधिक ईएसआर मान होते हैं, कई ओम तक; उच्च समाई के इलेक्ट्रोलाइटिक्स में ESR कम होता है। ESR आवृत्ति के साथ कैपेसिटर की स्व-गुंजयमान आवृत्ति तक घट जाती है। एक बहुत ही गंभीर समस्या, विशेष रूप से एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक्स के साथ, यह है कि ईएसआर समय के साथ उपयोग के साथ बढ़ता है; ईएसआर सर्किट खराबी और यहां तक कि घटक क्षति का कारण बनने के लिए पर्याप्त रूप से बढ़ सकता है, हालांकि मापी गई क्षमता इंजीनियरिंग सहिष्णुता के भीतर रह सकती है। जबकि यह सामान्य उम्र बढ़ने के साथ होता है, उच्च तापमान और बड़े तरंग प्रवाह समस्या को बढ़ा देते हैं। महत्वपूर्ण वर्तमान लहर वाले सर्किट में, ईएसआर में वृद्धि से गर्मी का संचय बढ़ेगा, इस प्रकार उम्र बढ़ने में तेजी आएगी।
उच्च तापमान संचालन के लिए और बुनियादी उपभोक्ता-ग्रेड भागों की तुलना में उच्च गुणवत्ता वाले इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर ESR वृद्धि के कारण समय से पहले अनुपयोगी होने के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। एक सस्ते इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को 85 डिग्री सेल्सियस पर 1000 घंटे से कम के जीवन के लिए रेट किया जा सकता है। (एक वर्ष 8760 घंटे है।) उच्च-श्रेणी के भागों को आमतौर पर अधिकतम रेटेड तापमान पर कुछ हज़ार घंटों में रेट किया जाता है, जैसा कि निर्माताओं की डेटाशीट से देखा जा सकता है। यदि ईएसआर महत्वपूर्ण है, तो उच्च तापमान रेटिंग, कम ईएसआर या अन्यथा आवश्यक से अधिक क्षमता वाले हिस्से का विनिर्देश फायदेमंद हो सकता है। कम ESR कैपेसिटर रेटिंग के लिए कोई मानक नहीं है।
पॉलिमर कैपेसिटर में आमतौर पर समान मूल्य के गीले-इलेक्ट्रोलाइटिक की तुलना में कम ईएसआर होता है, और अलग-अलग तापमान के तहत स्थिर होता है। इसलिए, पॉलिमर कैपेसिटर उच्च तरंग धारा को संभाल सकते हैं। लगभग 2007 से बेहतर गुणवत्ता वाले कंप्यूटर मदरबोर्ड के लिए केवल पॉलिमर कैपेसिटर का उपयोग करना आम हो गया था, जहां पहले गीले इलेक्ट्रोलाइटिक्स का उपयोग किया गया था।[1] लगभग 1μF से बड़े कैपेसिटर का ESR सर्किट में ESR मीटर से आसानी से मापा जाता है।
| Type | 22 µF | 100 µF | 470 µF |
|---|---|---|---|
| Standard aluminum | 7–30 Ω | 2–7 Ω | 0.13–1.5 Ω |
| Low-ESR aluminum | 1–5 Ω | 0.3–1.6 Ω | |
| Solid aluminum | 0.2–0.5 Ω | ||
| Sanyo OS-CON | 0.04–0.07 Ω | 0.03–0.06 Ω | |
| Standard solid tantalum | 1.1–2.5 Ω | 0.9–1.5 Ω | |
| Low-ESR tantalum | 0.2–1 Ω | 0.08–0.4 Ω | |
| Wet-foil tantalum | 2.5–3.5 Ω | 1.8–3.9 Ω | |
| Stacked-foil film | < 0.015 Ω | ||
| Ceramic | < 0.015 Ω |
यह भी देखें
- संधारित्र प्लेग
- पॉलिमर कैपेसिटर
- अपव्यय कारक
- आरसी सर्किट
- आउटपुट प्रतिबाधा
- समतुल्य श्रृंखला अधिष्ठापन (ESL)
संदर्भ
