రూపురేఖలు:
కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని ఎలా లెక్కించాలి
కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని ఎలా లెక్కించాలి
సర్క్యూట్ రూపకల్పన చేసేటప్పుడు భాగాల రేటింగ్‌లను నిర్ణయించడం చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే సర్క్యూట్ యొక్క కావలసిన అవుట్‌పుట్‌ను పొందడానికి సరైన రేటింగ్‌లతో భాగాలను కలిగి ఉండటం అవసరం. అదేవిధంగా, ఒక సర్క్యూట్‌లో కెపాసిటర్‌ను ఉపయోగించడానికి, మేము సాధారణంగా కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని సూచించే తగిన కెపాసిటెన్స్‌తో కూడిన కెపాసిటర్‌ను కనుగొంటాము. కాబట్టి, కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని కొలవడానికి వివిధ మార్గాలు ఉన్నాయి మరియు ఆ మార్గాలు:
- సాంప్రదాయ పద్ధతిని ఉపయోగించడం
- పట్టిక గుణకం పద్ధతిని ఉపయోగించడం
- ప్రారంభ శక్తి సమీకరణాన్ని ఉపయోగించడం
- కెపాసిటెన్స్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించడం
విధానం 1: సాంప్రదాయ పద్ధతిని ఉపయోగించడం
సాధారణంగా, కెపాసిటర్ పరిమాణం ప్రధానంగా సర్క్యూట్‌లో అవసరమైన కెపాసిటెన్స్ విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది. పవర్ ఫ్యాక్టర్ మెరుగుదల అవసరమైనప్పుడు మరియు KVARలో విలువ అవసరమైనప్పుడు ఈ సాంప్రదాయ పద్ధతి ప్రధానంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ పద్ధతిలో, పవర్ ఫ్యాక్టర్ యొక్క రెండు కోణాల వ్యత్యాసం యొక్క టాంజెంట్ లెక్కించబడుతుంది మరియు ఆ తర్వాత ఉపకరణం యొక్క రేట్ చేయబడిన శక్తితో గుణించబడుతుంది.
కాబట్టి, ఈ పద్ధతిని వివరించడానికి, 5 KW యొక్క రేట్ శక్తిని కలిగి ఉన్న మూడు-దశల మోటారును పరిగణించండి మరియు ప్రారంభ శక్తి కారకం 0.75 వెనుకబడి ఉంటుంది మరియు 0.9 పవర్ ఫ్యాక్టర్ అవసరం. కాబట్టి, పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను 0.9కి పెంచే కెపాసిటెన్స్ లేదా కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని KVARలో మనం కనుగొనాలి. పవర్ ఫ్యాక్టర్ కోసం సమీకరణం ఇక్కడ ఉంది:
ఇప్పుడు మనకు ప్రారంభ మరియు అవసరమైన శక్తి కారకం తెలుసు, పై సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి రెండు కారకాల కోణాలను మనం లెక్కించవచ్చు:
ఇప్పుడు ప్రారంభ శక్తి కారకం యొక్క కోణం 41.1 డిగ్రీలు అయితే అవసరమైన కోణం 25.8 డిగ్రీలు కాబట్టి తదుపరి విలువలను క్రింది సమీకరణంలో ఉంచండి:
ఇది మూడు-దశల మోటారు యొక్క శక్తి కారకాన్ని మెరుగుపరచడానికి అవసరమైన మొత్తం కెపాసిటెన్స్, కాబట్టి ప్రతి దశకు అవసరమైన కెపాసిటెన్స్‌ను లెక్కించడానికి ఈ విలువను మూడు ద్వారా విభజించండి:
సాధారణంగా మనకు ఫారడ్స్‌లో కెపాసిటెన్స్ ఉంటుంది కాబట్టి దానిని ఫారడ్స్‌గా మార్చడానికి మనం ఈ క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించవచ్చు కానీ దాని కోసం, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వోల్టేజ్ తెలుసుకోవాలి:
కాబట్టి ఇప్పుడు ఫ్రీక్వెన్సీ 50 Hz మరియు వోల్టేజ్ 400 వోల్ట్లు అయితే అవసరమైన కెపాసిటెన్స్ ఇలా ఉంటుంది:
కాబట్టి ఇప్పుడు మేము కెపాసిటర్ యొక్క పరిమాణాన్ని లెక్కించాము మరియు ఇచ్చిన పారామితుల ప్రకారం, శక్తి కారకాన్ని మెరుగుపరచడానికి 13 మైక్రోఫారడ్ యొక్క కెపాసిటర్ అవసరం.
ఇంకా, మీరు కెవిఎఆర్ నుండి ఫారడ్స్‌లో కెపాసిటెన్స్‌ని మార్చడానికి మరియు ఓమ్స్ లా ఉపయోగించి కరెంట్ మరియు కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్‌ని కనుగొన్న తర్వాత కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్ ఫార్ములాను ఉపయోగించండి. కాబట్టి, దానిని వివరించడానికి నేను మునుపటి ఉదాహరణను ఉపయోగిస్తున్నాను కాబట్టి ఇప్పుడు మొదట కరెంట్‌ను లెక్కించండి:
ఇప్పుడు కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్‌ని లెక్కించడానికి ఓం నియమాన్ని ఉపయోగించండి:
కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్‌ని కనుగొనడానికి ఇప్పుడు కెపాసిటివ్ రియాక్టెన్స్‌ని ఉపయోగిస్తోంది:
ఇప్పుడు మీరు రెండు పద్ధతుల నుండి చూడగలిగినట్లుగా, కెపాసిటెన్స్ విలువ ఒకేలా ఉంటుంది కాబట్టి మీరు KVARలోని కెపాసిటెన్స్‌ను ఫారడ్స్‌గా మార్చడానికి ఏదైనా ఒక పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చు.
ఉదాహరణ: KVAR మరియు మైక్రోఫారడ్‌లో కెపాసిటీ కెపాసిటీని గణించడం
60 Hz పౌనఃపున్యం వద్ద 500 వోల్ట్ల వోల్టేజ్ సరఫరాను కలిగి ఉన్న ఒక సింగిల్-ఫేజ్ మోటారు 50 A కరెంట్‌తో 0.85 లాగింగ్ పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ని కలిగి ఉంటుంది. కెపాసిటర్‌లను సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను 0.94కి మెరుగుపరచడం అవసరం. . అవసరమైన కెపాసిటెన్స్‌ను లెక్కించడం ద్వారా కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని కనుగొనండి.
ముందుగా, పవర్ ఫ్యాక్టర్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి రెండు పవర్ కారకాలకు కోణాలను లెక్కించండి:
ఇప్పుడు అవసరమైన కెపాసిటెన్స్‌ను లెక్కించడానికి మనకు మోటారు యొక్క రేట్ పవర్ అవసరం, దీనిని పవర్ ఫార్ములా ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:
ఇప్పుడు దేవదూతల వ్యత్యాసం యొక్క టాంజెంట్ తీసుకొని మరియు మోటారు శక్తితో ఫలితాన్ని గుణించడం ద్వారా KVARలో కెపాసిటెన్స్‌ను లెక్కించండి:
సాధారణంగా మనకు ఫారడ్స్‌లో కెపాసిటెన్స్ ఉంటుంది కాబట్టి దానిని ఫారడ్స్‌గా మార్చడానికి మనం ఈ క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించవచ్చు కానీ దాని కోసం, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు వోల్టేజ్ తెలుసుకోవాలి:
కాబట్టి ఇప్పుడు మేము కెపాసిటర్ యొక్క పరిమాణాన్ని లెక్కించాము మరియు ఇచ్చిన పారామితుల ప్రకారం, శక్తి కారకాన్ని మెరుగుపరచడానికి 52 మైక్రోఫారడ్ యొక్క కెపాసిటర్ అవసరం.
విధానం 2: టేబుల్ మల్టిప్లైయర్ పద్ధతిని ఉపయోగించడం
పట్టిక గుణకం అనేది గుణకం కారకం అని పిలువబడే విభిన్న విలువల సమితి, దీని ద్వారా అవసరమైన శక్తి కారకాన్ని సాధించవచ్చు. కెపాసిటర్ యొక్క అవసరమైన సామర్థ్యాన్ని కనుగొనడానికి ఈ పట్టిక ప్రారంభ మరియు లక్ష్య శక్తి కారకంకి సంబంధించి గుణకం కారకాన్ని ఎంచుకోవడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. కాబట్టి, KVARలో కెపాసిటర్ సామర్థ్యాన్ని లెక్కించడానికి కేవలం శక్తి మరియు గుణకం కారకాన్ని గుణించండి:
కాబట్టి ఇక్కడ వివిధ శక్తి కారకాలకు గుణకార కారకాలను చూపే పట్టిక ఉంది:
అంతేకాకుండా, మీరు గుణకం కారకాన్ని కనుగొనవలసి ఉంటే, మీరు పై సూత్రాన్ని ఇలా ఉపయోగించవచ్చు:
ఉదాహరణ: KVAR మరియు Faradలో కెపాసిటర్ కెపాసిటీ పరిమాణాన్ని లెక్కించండి
50 Hz ఫ్రీక్వెన్సీపై 208 వోల్ట్ల వోల్టేజీని కలిగి ఉన్న AC విద్యుత్ సరఫరా నుండి 1KW శక్తిని పొందే లోడ్‌ను పరిగణించండి. ప్రస్తుతం, పవర్ ఫ్యాక్టర్ 70 శాతం వెనుకబడి ఉంది మరియు దానిని 91 శాతం లీడింగ్‌కి మెరుగుపరచడానికి, కెపాసిటర్‌ను సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేయడం అవసరం. మైక్రోఫారడ్స్‌లో కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని కనుగొనండి.
ప్రారంభ శక్తి కారకం 0.7 మరియు అవసరమైన కారకం 0.91 కాబట్టి పైన ఇచ్చిన పట్టికను ఉపయోగించి మనం 0.97 కోసం గుణకం 0.741 అని చూడవచ్చు కాబట్టి ఇప్పుడు విలువలను ఉంచడం:
ఇప్పుడు క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి VARని ఫారడ్‌లుగా మార్చండి:
కాబట్టి ఇప్పుడు మేము కెపాసిటర్ యొక్క పరిమాణాన్ని లెక్కించాము మరియు ఇచ్చిన పారామితుల ప్రకారం, పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను మెరుగుపరచడానికి 0.053 ఫారడ్ కెపాసిటర్ అవసరం.
విధానం 3: ప్రారంభ శక్తి సమీకరణాన్ని ఉపయోగించడం
కెపాసిటర్ యొక్క స్టార్ట్-అప్ ఎనర్జీ అనేది 0 నుండి పూర్తిగా ఛార్జ్ అవుతున్నప్పుడు దానిలో నిల్వ చేయబడిన శక్తి. మీరు ఇప్పటికే ప్రారంభ శక్తి మరియు కెపాసిటర్ యొక్క ప్లేట్ మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కలిగి ఉన్నప్పుడు ఈ పద్ధతి సాధ్యమవుతుంది. సాధారణంగా ఈ పారామితులు ఇవ్వబడవు, కానీ మీరు ఈ పారామితులను లెక్కించినట్లయితే, క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించండి:
కాబట్టి, ప్రారంభ శక్తి మరియు సంభావ్య వ్యత్యాసం ఆధారంగా కెపాసిటర్ సామర్థ్యాన్ని కనుగొనడానికి, పై సమీకరణాన్ని ఇలా వ్రాయవచ్చు:
ఉదాహరణ: కెపాసిటో పరిమాణాన్ని లెక్కించండి ఆర్
17 J యొక్క ప్రారంభ శక్తి అవసరమయ్యే సింగిల్-ఫేజ్ మోటార్‌ను పరిగణించండి మరియు AC సరఫరా ద్వారా అందించబడిన వోల్టేజ్ 120 వోల్ట్లు, ఆపై మోటారుకు అవసరమైన ప్రారంభ శక్తిని భర్తీ చేయడానికి కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని కనుగొనండి.
ఇప్పుడు అవసరమైన ప్రారంభ శక్తికి అవసరమైన కెపాసిటెన్స్‌ని కనుగొనడానికి, బ్లో ఈక్వేషన్‌లో విలువలను ఉంచండి:
కాబట్టి ఇప్పుడు మేము కెపాసిటర్ యొక్క పరిమాణాన్ని లెక్కించాము మరియు ఇచ్చిన పారామితుల ప్రకారం, అవసరమైన ప్రారంభ శక్తిని అందించడానికి 0.053 ఫారడ్ యొక్క కెపాసిటర్ అవసరం.
విధానం 4: కెపాసిటెన్స్ ఈక్వేషన్ ఉపయోగించడం
ఒక కెపాసిటర్ లోహంతో తయారు చేయబడిన రెండు ప్లేట్‌లను కలిగి ఉంటుంది, వీటిని సాధారణంగా డైఎలెక్ట్రిక్ అని పిలిచే ఏదైనా ఇన్సులేటింగ్ పదార్థంతో వేరు చేస్తారు. ఈ ప్లేట్లు నిర్దిష్ట పరిమాణంలో ఉంటాయి మరియు విద్యుద్వాహకానికి దాని అనుమతి విలువలు ఉన్నాయి, ఈ రెండు పారామితులు కెపాసిటర్ సామర్థ్యాన్ని బాగా ప్రభావితం చేస్తాయి.
కాబట్టి, కెపాసిటర్ యొక్క పరిమాణాన్ని లెక్కించడానికి మరొక మార్గం దాని కొలతలు మరియు విద్యుద్వాహక లక్షణాలకు సంబంధించిన పారామితులను ఉపయోగించడం. డైమెన్షనల్ పారామితులు మరియు ఇన్సులేటర్ పారామితులు తెలిసినట్లయితే కెపాసిటర్ కెపాసిటెన్స్‌ను లెక్కించడానికి ఇక్కడ ఫార్ములా ఉంది:
ఇప్పుడు ఇక్కడ A అనేది ప్లేట్ల ప్రాంతం మరియు d అనేది కెపాసిటర్ యొక్క ప్లేట్ల మధ్య దూరం, అంతేకాకుండా, ϵ ఓ ఖాళీ స్థలం మరియు ϵ యొక్క అనుమతి ఆర్ విద్యుద్వాహక పదార్థం యొక్క సాపేక్ష అనుమతి.
ఉదాహరణ 1: కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ కనుగొనడం
500 సెం.మీ విస్తీర్ణంలో మెటల్ ప్లేట్లు ఉన్న కెపాసిటర్‌ను పరిగణించండి 2 మరియు ప్లేట్ల మధ్య దూరం విద్యుద్వాహక పదార్థం యొక్క మందం 0.1 మిమీ. విద్యుద్వాహకము గాలి అయితే మరియు విద్యుద్వాహకము 4 యొక్క సాపేక్ష పారగమ్యత కలిగిన కాగితం అయితే కెపాసిటెన్స్‌ను లెక్కించండి.
మొదట, విద్యుద్వాహకము గాలి అయినప్పుడు కెపాసిటెన్స్ కనుగొనడం:
ఇప్పుడు విద్యుద్వాహకము 4 యొక్క సాపేక్ష పర్మిటివిటీతో కాగితం అయితే కెపాసిటెన్స్ ఇలా ఉంటుంది:
ఉదాహరణ 2: కెపాసిటర్ యొక్క ప్లేట్ల వైశాల్యాన్ని గణించడం
1 మైక్రోఫారడ్ కెపాసిటెన్స్ అవసరమైతే మరియు ప్లేట్ల మధ్య దూరం 0.1 మిమీ ఉంటే కెపాసిటర్ యొక్క ప్లేట్ల వైశాల్యం ఎంత? 10 సాపేక్ష పర్మిటివిటీని కలిగి ఉన్న ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌గా గాలిని విద్యుద్వాహకంగా పరిగణించండి.
కెపాసిటెన్స్ సూత్రం మనకు తెలిసినట్లుగా, కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని ప్రభావితం చేసే ప్లేట్ల వైశాల్యాన్ని కనుగొనడానికి మేము దానిని ఉపయోగించవచ్చు.
కాబట్టి ఇప్పుడు మేము కెపాసిటర్ ప్లేట్ల పరిమాణాన్ని లెక్కించాము మరియు ఇచ్చిన పారామితుల ప్రకారం, ప్లేట్ ప్రాంతం 1.13 మీ. 2 1 మైక్రోఫారడ్ కెపాసిటెన్స్ కలిగిన కెపాసిటర్ కోసం ఫారడ్ అవసరం.
ముగింపు
ప్రతి ఎలక్ట్రికల్ సర్క్యూట్‌కు కావలసిన ఫలితాలను అందించడానికి సరైన స్పెసిఫికేషన్‌లను కలిగి ఉన్న భాగాల యొక్క సరైన సెట్ అవసరం. కాబట్టి, ఏదైనా భాగం యొక్క అవసరమైన రేటింగ్‌లను కనుగొనడానికి వోల్టేజ్, కరెంట్, పవర్, కెపాసిటెన్స్, రెసిస్టెన్స్ మరియు మరిన్ని వంటి నిర్దిష్ట పారామితులు ఉన్నాయి.
అవసరమైన కెపాసిటెన్స్‌తో కెపాసిటర్‌ను ఎంచుకునే సందర్భంలో, కెపాసిటెన్స్‌ను నాలుగు మార్గాలను ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు, ఇది చివరికి కెపాసిటర్ పరిమాణాన్ని నిర్ణయించడానికి దారితీస్తుంది. కెపాసిటర్ యొక్క పరిమాణాన్ని KVARలో కెపాసిటెన్స్‌ని కనుగొనే సాంప్రదాయ పద్ధతిని ఉపయోగించి, టేబుల్ గుణకం ద్వారా, కెపాసిటెన్స్ ఈక్వేషన్ ద్వారా మరియు స్టార్ట్-అప్ ఎనర్జీ ఈక్వేషన్ ద్వారా లెక్కించవచ్చు.