लागू वोल्टेज के साथ समाई मूल्य क्यों बदलता है?

Question

मैंने Google पर कई फ़ोरम और पेपर खोजे और कुछ भी नहीं आया। यहां तक ​​कि मेरे उपदेशों के बारे में भी पूछा और वे नहीं जानते थे। एक ने पीजो प्रभाव के बारे में कुछ कहा, लेकिन वह इसके बारे में निश्चित नहीं थी। इसलिए यहां एक विक्रेता द्वारा एक ग्राफ दिया गया है, सिरेमिक कैपेसिटर पर लागू वोल्टेज पर कैपेसिटेंस मान का परिवर्तन:

प्रश्न सरल है: एक कैपेसिटर समाई अपने ध्रुवों के बीच वोल्टेज के अंतर को बदलने के साथ क्यों करता है?

Comments

क्या आप सुनिश्चित हैं, कि मान सही हैं, मेरा मतलब है 4.7uF से 1uF तक इसे वोल्टेज वेरिएबल कैपेसिटर कहा जा सकता है।

— Marko Buršič

हां, नीचे दिए गए आवृत्तियों पर ट्यूनिंग के लिए उपयोगी हो सकता है, जहां varactor डायोड उपयोगी हैं।

— Spehro Pefhany

मैंने सिर्फ 'कैपेसिटर रेटेड वोल्टेज बनाम कैपेसिटेंस' टाइप किया है। यह पहला ग्राफ था इसलिए मैंने इसे लिया।

— Alper91

Answer 1

Vishay के इस त्वरित पेपर से पता चलता है कि सिरेमिक कैपेसिटर के वास्तविक ढांकता हुआ स्थिरांक के कारण यह लागू विद्युत क्षेत्र शक्ति भिन्नताओं (पढ़ें: वोल्टेज) के तहत महत्वपूर्ण रूप से बदल रहा है।

निष्पक्ष होने के लिए, उस विशेष नोट का उद्देश्य शायद लोगों को विशय के टैंटलम भागों को खरीदने के लिए ड्राइव करना है, लेकिन इस विषय पर अन्य कागजात भी हैं जो समान भौतिक घटनाओं को जन्म देते हैं - ढांकता हुआ निरंतर अच्छी तरह से है, एक के तहत स्थिर नहीं लागू डीसी वोल्टेज।

आगे संपादित करें: ज्यादातर सिरेमिक कैपेसिटर जो कि डिकम्प्लिंग उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं, स्वाभाविक रूप से स्थिरता पर वॉल्यूमेट्रिक दक्षता पर ध्यान केंद्रित करते हैं - ये आमतौर पर Y5V, X5R, X7R, इत्यादि के साथ रेट किए जाते हैं, इन्हें टाइप II डाइलेक्ट्रिक्स के रूप में जाना जाता है, और आमतौर पर बेरियम टाइटनेट के साथ बनाया जाता है। ढांकता हुआ सामग्री।

बेरियम टाइटानेटेट ढांकता हुआ बनाम वोल्टेज प्रभाव के लिए खोज, मुझे एक सामग्री विज्ञान पाठ्यक्रम से निम्नलिखित tidbit मिला:

(स्रोत: http://www.eng.buffalo.edu/Classes/mae538/MAE4389.ppt )

यह इन ढांकता हुआ के लिए समाई बनाम तापमान का एक प्रसिद्ध व्यवहार है, और मेरा मानना ​​है कि इसके साथ वैज्ञानिक रूप से समझाया जा सकता है:

क्यूरी तापमान के ऊपर, स्फटिक संरचना में परिवर्तन के कारण सहज ध्रुवीकरण खो जाता है और बेरियम टाइटनेट पैराएलेक्ट्रिक अवस्था में होता है।

और मुझे विश्वास है कि यह बता सकता है कि वोल्टेज का प्रभाव क्यों होता है:

अनाज के आकार की निर्भरता से पता चलता है कि उपज-शक्ति के समान ढांकता हुआ निरंतर एक माइक्रोस्ट्रक्चर संवेदनशील संपत्ति है।

सामान्य रूप से अंगूठे का एक अच्छा नियम कैपेसिटर का उपयोग करना है जो कम से कम दो बार अपेक्षित वोल्टेज के लिए मूल्यांकन किया जाता है। मैं बिजली की आपूर्ति सर्किट को स्विच करने में उपयोग किए जाने वाले सिरेमिक कैपेसिटर पर बहुत ध्यान देता हूं जो उनके जीवनकाल के दौरान बहुत बड़े तरंग धाराओं को देख सकते हैं। कई कनवर्टर अस्थिर हो गए हैं या प्रदर्शन नहीं किए गए हैं क्योंकि माना गया 47uF आउटपुट कैपेसिटर वास्तव में 20uF या तो लागू वोल्टेज के साथ गिरा दिया गया है - डीसी पूर्वाग्रह वक्र या समान के लिए हमेशा निर्माता के डेटशीट की जांच करें ।

अंतिम संपादन - आपके शिक्षक द्वारा संदर्भित पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव सिरेमिक कैपेसिटर की कुछ अनूठी विशेषता है जहां शारीरिक तनाव / तनाव / कंपन वास्तव में एक वोल्टेज को प्रेरित करेगा। यह वास्तव में ढांकता हुआ (बेरियम टाइटानेट) की जाली संरचना को विकृत करने वाले शारीरिक तनाव के कारण है। पेंसिल के साथ एक सिरेमिक संधारित्र का दोहन और एक गुंजाइश जांच के साथ इसके उत्पादन की निगरानी करना चाहिए शोर को दिखाना चाहिए:

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हां, मैंने पढ़ा है कि एक तथ्य यह है कि मुझे लगता है कि हर मामले विद्युत क्षेत्र के साथ निरंतर परिवर्तन के प्रति दृष्टिकोण में परिवर्तन करता है। तो कुछ दूसरों की तुलना में बहुत अधिक परिवर्तन करते हैं, इसका मुख्य कारण है, हाँ?

— Alper91

संभवतः - अधिकांश डेकोप्लिंग / बाईपास कैपेसिटर तापमान स्थिरता पर वॉल्यूमेट्रिक दक्षता के लिए जाएंगे, इसलिए वे टाइप II बेरियम टाइटेनियम आधारित डाईलेट्रिक्स हैं। सिरेमिक टोपियां जो अधिक स्थिर हैं (एनालॉग सिस्टम / फिल्टर के लिए, उदाहरण के लिए) जो टाइप I हैं और टाइटेनियम ऑक्साइड या अन्य का उपयोग करते हैं, एक लागू क्षेत्र में एक अलग प्रतिक्रिया होगी।

— क्रुणाल देसाई

कुछ सिरेमिक कैपेसिटर

— लाउजस्पीकर के

क्या यह व्यवहार को कुछ हद तक समरूप होने के रूप में देखने के लिए उचित होगा कि कई यांत्रिक रूप से गति की एक निश्चित सीमा के भीतर तनाव या संपीड़न के लिए अपेक्षाकृत रैखिक प्रतिक्रिया प्रदर्शित होती है, लेकिन जब वे अपनी लोचदार सीमा के पास होते हैं तो अतिरिक्त विस्थापन के लिए आवश्यक बल तेजी से बढ़ता है?

— सुपरकैट

Answer 2

से इस पेज तंत्र है, जो मैं उद्धृत किया है below- आप और अधिक चाहते हैं, तो आप ferroelectric चीनी मिट्टी व्यवहार पर गौर करना होगा का वर्णन है। ध्यान दें कि यह वास्तव में इलेक्ट्रोलाइटिक और फिल्म कैपेसिटर के साथ कोई समस्या नहीं है।

जब बाटीओ 3-प्रकार के सिरेमिक को क्यूरी बिंदु से ऊपर गरम किया जाता है, तो क्रिस्टलीय संरचना टेट्रागोनल से क्यूबिक चरण में एक संक्रमण से गुजरती है। इस संक्रमण के साथ, डोमेन में सहज ध्रुवीकरण गायब हो जाता है। क्यूरी बिंदु से नीचे ठंडा होने पर, संक्रमण क्यूबिक से टेट्रागोनल में बदल जाता है, और अनाज एक साथ आसपास के विरूपण से तनाव प्राप्त करते हैं। इस बिंदु पर, अनाज में कई छोटे डोमेन उत्पन्न होते हैं, और प्रत्येक डोमेन के सहज ध्रुवीकरण को कम बिजली के क्षेत्र के साथ आसानी से उलटा किया जा सकता है। चूंकि सापेक्ष ढांकता हुआ निरंतर प्रति इकाई मात्रा में सहज ध्रुवीकरण के उत्क्रमण के साथ मेल खाता है, इसलिए इसे उच्च समाई के रूप में मापा जाता है।

क्षमता और डीसी वोल्टेज विशेषताओं। डीसी पूर्वाग्रह विशेषता चुनौती सहज ध्रुवीकरण के साथ नहीं है, लेकिन इसे उलटने में है। जब सहज ध्रुवीकरण बिना वोल्टेज तनाव (कोई डीसी पूर्वाग्रह) के तहत उलट जाता है, तो एमएलसीसी एक उच्च समाई प्राप्त करते हैं। हालांकि, अगर एक बाहरी पूर्वाग्रह को सहज ध्रुवीकरण प्रक्रिया पर लागू किया जाता है, तो सहज ध्रुवीकरण का मुक्त उलटना बहुत मुश्किल है। नतीजतन, प्राप्त कैपेसिटेंस पूर्वाग्रह के आवेदन से पहले कैपेसिटेंस की तुलना में कम है। यही कारण है कि डीसी पूर्वाग्रह लागू होने पर समाई घट जाती है-इसलिए डीसी पूर्वाग्रह शब्द की विशेषता है।

व्यावहारिक दृष्टिकोण से, आप ग्राफ़ से देख सकते हैं कि बहुत छोटे और सबसे कम वोल्टेज रेटेड भाग का उपयोग करने से सबसे खराब प्रदर्शन होता है। इसके अलावा, तापमान के साथ समाई में परिवर्तन होते हैं- आमतौर पर ऊंचे और कम तापमान दोनों के लिए। और उम्र बढ़ने के प्रभाव- फिर से नीचे।

Answer 3

यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि बढ़ती वोल्टेज के साथ समाई की कमी सभी कैपेसिटर की संपत्ति नहीं है। यह वास्तव में बेरियम टाइटेनियम जैसे फेरोइलेक्ट्रिक डाइलेक्ट्रीक्स पर लागू होता है, जिसका उपयोग X5R और X7R प्रकारों में किया जाता है। कैपेसिटेंस के लिए अपने छोटे आकार के कारण ये सबसे आम सतह माउंट कैपेसिटर हैं।

अन्य सामान्य उपचारात्मक इस प्रभाव से ग्रस्त नहीं हैं। पॉलिस्टर फिल्म, पॉलीप्रोपाइलीन फिल्म, माइका और एनपी 0 प्रकार में वोल्टेज की परवाह किए बिना लगभग निरंतर समाई होती है। इसके अलावा, ध्रुवीकृत इलेक्ट्रोलाइटिक प्रकार वोल्टेज के साथ भी नहीं बदलते हैं।

Answer 4

असल में, अन्य डाइलेक्ट्रिक्स में एक छोटा वोल्टेज गुणांक होता है। यह इतना छोटा है, कि संधारित्र के टूटने वाले वोल्टेज के कम अंश पर काम करने पर, संवेदनशील वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों पर भी इसका कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है।