समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध
 | This article has multiple issues. Please help improve it or discuss these issues on the talk page. (Learn how and when to remove these template messages)
(Learn how and when to remove this template message)
|
विद्युत परिपथ में उपयोग किए जाने वाले प्रैक्टिकल संधारित्र और अधिष्ठापन केवल समाई या इंडक्शन के साथ आदर्श घटक नहीं हैं। हालांकि, विद्युत प्रतिरोध के साथ श्रृंखला सर्किट में आदर्श कैपेसिटर और कुचालक के रूप में, अनुमान की एक बहुत अच्छी डिग्री के लिए उनका इलाज किया जा सकता है; इस प्रतिरोध को समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि अन्यथा निर्दिष्ट नहीं किया गया है, तो ईएसआर हमेशा एक एसी प्रतिरोध होता है, जिसका अर्थ है कि इसे निर्दिष्ट आवृत्तियों पर मापा जाता है, स्विच-मोड 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। -आवेदन घटक। इसके अतिरिक्त, ऑडियो घटक 1000 Hz पर अन्य बातों के साथ-साथ ESR को शामिल करते हुए एक Q कारक की रिपोर्ट कर सकते हैं।
सिंहावलोकन
इलेक्ट्रिकल सर्किट सिद्धांत आदर्श प्रतिरोधों, संधारित्र और प्रारंभ करनेवाला्स से संबंधित है, प्रत्येक को विद्युत सर्किट में केवल प्रतिरोध, समाई या अधिष्ठापन में योगदान करने के लिए माना जाता है। हालाँकि, सभी घटकों में इनमें से प्रत्येक पैरामीटर का गैर-शून्य मान होता है। विशेष रूप से, सभी भौतिक उपकरण परिमित विद्युत प्रतिरोध वाली सामग्रियों से निर्मित होते हैं, ताकि भौतिक घटकों में उनके अन्य गुणों के अलावा कुछ प्रतिरोध भी हो। ईएसआर की भौतिक उत्पत्ति विचाराधीन डिवाइस पर निर्भर करती है। सर्किट विश्लेषण में इन अंतर्निहित प्रतिरोधों से निपटने का एक तरीका प्रत्येक भौतिक घटक को एक आदर्श घटक और श्रृंखला में एक छोटे अवरोधक, ESR के संयोजन के रूप में व्यक्त करने के लिए एक गांठ वाले तत्व मॉडल का उपयोग करना है। ईएसआर को मापा जा सकता है और एक घटक के डेटाशीट में शामिल किया जा सकता है। कुछ हद तक इसकी गणना डिवाइस के गुणों से की जा सकती है।
क्यू कारक, जो ईएसआर से संबंधित है और कभी-कभी वास्तविक प्रेरकों के उच्च-आवृत्ति गैर-आदर्श प्रदर्शन की गणना में उपयोग करने के लिए ईएसआर की तुलना में अधिक सुविधाजनक पैरामीटर है, प्रेरक डेटा शीट में उद्धृत किया गया है।
कैपेसिटर, इंडक्टर्स और रेसिस्टर्स आमतौर पर अन्य मापदंडों को कम करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं। कई मामलों में यह काफी हद तक किया जा सकता है कि परजीवी समाई और एक प्रतिरोधक का अधिष्ठापन, उदाहरण के लिए, 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 हैं; कोई भी घटक जो ऊर्जा को नष्ट करता है, उसे एक या अधिक प्रतिरोधकों को शामिल करने वाले समकक्ष सर्किट मॉडल में इलाज किया जाना चाहिए। वास्तविक निष्क्रिय दो-टर्मिनल घटकों को एकमुश्त और वितरित आदर्श इंडक्टर्स, कैपेसिटर और प्रतिरोधकों के कुछ नेटवर्क द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है, इस अर्थ में कि वास्तविक घटक नेटवर्क के रूप में व्यवहार करता है। समतुल्य सर्किट के कुछ घटक स्थितियों के साथ भिन्न हो सकते हैं, जैसे, आवृत्ति और तापमान।
यदि एक 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
