الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کیوں پھٹتے ہیں؟ سمجھنے کے لیے ایک لفظ!

1. الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز 

الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز ایک موصل پرت کے طور پر الیکٹرولائٹ کے عمل کے ذریعے الیکٹروڈ پر آکسیڈیشن پرت کے ذریعہ تشکیل پانے والے کیپسیٹرز ہیں ، جس کی عام طور پر بڑی صلاحیت ہوتی ہے۔ الیکٹرولائٹ ایک مائع، جیلی جیسا مواد ہے جو آئنوں سے بھرپور ہوتا ہے، اور زیادہ تر الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز قطبی ہوتے ہیں، یعنی کام کرتے وقت، کیپسیٹر کے مثبت الیکٹروڈ کا وولٹیج ہمیشہ منفی وولٹیج سے زیادہ ہونا چاہیے۔

الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کی اعلیٰ صلاحیت کو بہت سی دوسری خصوصیات کے لیے بھی قربان کیا جاتا ہے، جیسے کہ ایک بڑا رساو کرنٹ، ایک بڑی مساوی سیریز انڈکٹنس اور مزاحمت، ایک بڑی برداشت کی غلطی، اور ایک مختصر زندگی۔

قطبی الیکٹرولیٹک کیپسیٹرز کے علاوہ، غیر قطبی الیکٹرولیٹک کیپسیٹرز بھی ہیں۔ نیچے دی گئی تصویر میں، دو قسم کے 1000uF، 16V الیکٹرولیٹک کیپسیٹرز ہیں۔ ان میں سے بڑا غیر قطبی ہے اور چھوٹا قطبی ہے۔

(غیر قطبی اور قطبی الیکٹرولیٹک کیپسیٹرز)

الیکٹرولائٹک کیپسیٹر کا اندر ایک مائع الیکٹرولائٹ یا ٹھوس پولیمر ہوسکتا ہے، اور الیکٹروڈ مواد عام طور پر ایلومینیم (ایلومینیم) یا ٹینٹلم (ٹینڈلم) ہوتا ہے۔ مندرجہ ذیل ڈھانچے کے اندر ایک عام قطبی ایلومینیم الیکٹرولائٹک کیپیسیٹر ہے، الیکٹروڈ کی دو تہوں کے درمیان الیکٹرولائٹ میں بھیگے ہوئے فائبر کاغذ کی ایک تہہ ہے، اس کے علاوہ موصل کاغذ کی ایک تہہ سلنڈر میں بدل گئی ہے، جو ایلومینیم کے خول میں بند ہے۔

(الیکٹرولائٹک کیپسیٹر کی اندرونی ساخت)

الیکٹرولائٹک کیپسیٹر کو جدا کرتے ہوئے، اس کی بنیادی ساخت کو واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ الیکٹرولائٹ کے بخارات اور رساو کو روکنے کے لیے، کیپسیٹر پن کا حصہ سگ ماہی ربڑ کے ساتھ طے کیا جاتا ہے۔

بلاشبہ، اعداد و شمار قطبی اور غیر قطبی الیکٹرولیٹک کیپسیٹرز کے درمیان اندرونی حجم میں فرق کو بھی ظاہر کرتا ہے۔ اسی صلاحیت اور وولٹیج کی سطح پر، غیر قطبی الیکٹرولائٹک کیپسیٹر قطبی سے تقریباً دوگنا بڑا ہوتا ہے۔

(غیر قطبی اور قطبی الیکٹرولیٹک کیپسیٹرز کی اندرونی ساخت)

یہ فرق بنیادی طور پر دو capacitors کے اندر الیکٹروڈ کے علاقے میں بڑے فرق سے آتا ہے۔ نان پولر کیپسیٹر الیکٹروڈ بائیں طرف ہے اور پولر الیکٹروڈ دائیں طرف ہے۔ علاقے کے فرق کے علاوہ، دو الیکٹروڈ کی موٹائی بھی مختلف ہے، اور پولر کیپسیٹر الیکٹروڈ کی موٹائی پتلی ہے۔

(مختلف چوڑائی کی الیکٹرولیٹک کیپسیٹر ایلومینیم شیٹ)

2. کپیسیٹر کا دھماکہ

جب کیپسیٹر کے ذریعے لگائی جانے والی وولٹیج اس کے برداشت کرنے والے وولٹیج سے زیادہ ہو جاتی ہے، یا جب قطبی الیکٹرولائٹک کپیسیٹر کے وولٹیج کی قطبیت کو الٹ دیا جاتا ہے، تو کپیسیٹر کے رساو کا کرنٹ تیزی سے بڑھ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں کیپسیٹر کی اندرونی حرارت میں اضافہ ہوتا ہے، اور الیکٹرولائٹ گیس کی ایک بڑی مقدار پیدا کرے گا.

کیپسیٹر کے دھماکے کو روکنے کے لیے، کیپسیٹر ہاؤسنگ کے اوپری حصے پر تین نالیوں کو دبایا جاتا ہے، تاکہ کیپسیٹر کے اوپری حصے کو زیادہ دباؤ کے تحت ٹوٹ کر اندرونی دباؤ کو چھوڑنا آسان ہو۔

(الیکٹرولائٹک کیپسیٹر کے اوپری حصے میں بلاسٹنگ ٹینک)

تاہم، پیداوار کے عمل میں کچھ capacitors، اوپر کی نالی کو دبانے کا اہل نہیں ہے، کیپسیٹر کے اندر دباؤ کیپسیٹر کے نچلے حصے میں موجود سگ ماہی ربڑ کو خارج کر دے گا، اس وقت کیپسیٹر کے اندر کا دباؤ اچانک جاری ہو جائے گا، تشکیل پائے گا۔ ایک دھماکہ

1، غیر قطبی الیکٹرولائٹک کیپسیٹر دھماکہ

نیچے دی گئی تصویر 1000uF کی گنجائش اور 16V کے وولٹیج کے ساتھ ایک غیر قطبی الیکٹرولائٹک کپیسیٹر دکھاتی ہے۔ لاگو وولٹیج کے 18V سے زیادہ ہونے کے بعد، رساو کا کرنٹ اچانک بڑھ جاتا ہے، اور کپیسیٹر کے اندر درجہ حرارت اور دباؤ بڑھ جاتا ہے۔ آخر کار، کیپسیٹر کے نیچے ربڑ کی مہر کھل جاتی ہے، اور اندرونی الیکٹروڈ پاپ کارن کی طرح ڈھیلے ٹوٹ جاتے ہیں۔

(غیر قطبی الیکٹرولائٹک کپیسیٹر اوور وولٹیج بلاسٹنگ)

تھرموکوپل کو کپیسیٹر سے باندھ کر، اس عمل کی پیمائش کرنا ممکن ہے جس کے ذریعے لاگو وولٹیج بڑھنے کے ساتھ کپیسیٹر کا درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے۔ مندرجہ ذیل اعداد و شمار وولٹیج میں اضافے کے عمل میں غیر قطبی کیپیسیٹر کو ظاہر کرتا ہے، جب لاگو وولٹیج برداشت کرنے والی وولٹیج کی قدر سے تجاوز کر جاتا ہے، تو اندرونی درجہ حرارت بڑھنے کا عمل جاری رکھتا ہے۔

(وولٹیج اور درجہ حرارت کے درمیان تعلق)

نیچے کی تصویر اسی عمل کے دوران کیپسیٹر کے ذریعے بہنے والے کرنٹ میں تبدیلی کو ظاہر کرتی ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ کرنٹ میں اضافہ اندرونی درجہ حرارت میں اضافے کی بنیادی وجہ ہے۔ اس عمل میں، وولٹیج کو لکیری طور پر بڑھایا جاتا ہے، اور جیسے جیسے کرنٹ تیزی سے بڑھتا ہے، پاور سپلائی گروپ وولٹیج کو گرا دیتا ہے۔ آخر میں، جب کرنٹ 6A سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو کپیسیٹر ایک زوردار دھماکے سے پھٹ جاتا ہے۔

(وولٹیج اور کرنٹ کے درمیان تعلق)

غیر قطبی الیکٹرولائٹک کپیسیٹر کے بڑے اندرونی حجم اور الیکٹرولائٹ کی مقدار کی وجہ سے، اوور فلو کے بعد پیدا ہونے والا دباؤ بہت زیادہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں شیل کے اوپری حصے میں موجود پریشر ریلیف ٹینک نہیں ٹوٹتا، اور نیچے کی طرف سیلنگ ربڑ۔ کیپاسٹر کا کھلا ہوا ہے.

2، قطبی الیکٹرولائٹک کیپسیٹر دھماکہ 

قطبی الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کے لیے، ایک وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے۔ جب وولٹیج کیپسیٹر کے برداشت کرنے والے وولٹیج سے زیادہ ہو جائے گا، تو رساو کا کرنٹ بھی تیزی سے بڑھے گا، جس کی وجہ سے کپیسیٹر زیادہ گرم ہو جائے گا اور پھٹ جائے گا۔

نیچے کی تصویر محدود الیکٹرولائٹک کیپسیٹر کو دکھاتی ہے، جس کی گنجائش 1000uF اور وولٹیج 16V ہے۔ اوور وولٹیج کے بعد، اندرونی دباؤ کا عمل ٹاپ پریشر ریلیف ٹینک کے ذریعے جاری کیا جاتا ہے، اس لیے کپیسیٹر کے دھماکے کے عمل سے گریز کیا جاتا ہے۔

مندرجہ ذیل اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ لاگو وولٹیج کے اضافے کے ساتھ کپیسیٹر کا درجہ حرارت کیسے بدلتا ہے۔ جیسے جیسے وولٹیج دھیرے دھیرے کیپسیٹر کے برداشت کرنے والے وولٹیج کے قریب آتا ہے، کیپسیٹر کا بقایا کرنٹ بڑھتا جاتا ہے، اور اندرونی درجہ حرارت بڑھتا رہتا ہے۔

(وولٹیج اور درجہ حرارت کے درمیان تعلق)

مندرجہ ذیل اعداد و شمار کیپسیٹر کے لیکیج کرنٹ کی تبدیلی ہے، برائے نام 16V الیکٹرولائٹک کپیسیٹر، ٹیسٹ کے عمل میں، جب وولٹیج 15V سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو کپیسیٹر کا رساو تیزی سے بڑھنا شروع ہو جاتا ہے۔

(وولٹیج اور کرنٹ کے درمیان تعلق)

پہلے دو الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کے تجرباتی عمل کے ذریعے، یہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ ایسے 1000uF عام الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کی وولٹیج کی حد۔ کیپسیٹر کے ہائی وولٹیج کی خرابی سے بچنے کے لیے، الیکٹرولائٹک کپیسیٹر استعمال کرتے وقت، وولٹیج کے اصل اتار چڑھاو کے مطابق کافی مارجن چھوڑنا ضروری ہے۔

3،سیریز میں electrolytic capacitors

جہاں مناسب ہو، بالترتیب متوازی اور سیریز کنکشن کے ذریعے زیادہ گنجائش اور زیادہ گنجائش وولٹیج کو برداشت کیا جا سکتا ہے۔

(زیادہ دباؤ کے دھماکے کے بعد الیکٹرولائٹک کیپسیٹر پاپ کارن)

کچھ ایپلی کیشنز میں، کیپسیٹر پر لگائی جانے والی وولٹیج AC وولٹیج ہوتی ہے، جیسے سپیکرز کے کپلنگ کیپسیٹرز، الٹرنیٹنگ کرنٹ فیز کمپنسیشن، موٹر فیز شفٹنگ کیپسیٹرز وغیرہ، جس کے لیے نان پولر الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔

کچھ کپیسیٹر مینوفیکچررز کی طرف سے دیے گئے یوزر مینوئل میں یہ بھی دیا گیا ہے کہ روایتی پولر کیپسیٹرز کا بیک ٹو بیک سیریز کے ذریعے استعمال کیا جائے، یعنی سیریز میں ایک ساتھ دو کپیسیٹرز، لیکن پولرٹی اس کے برعکس ہے تاکہ غیر کا اثر حاصل کیا جا سکے۔ قطبی capacitors.

(اوور وولٹیج کے دھماکے کے بعد الیکٹرولائٹک کیپیسیٹینس)

فارورڈ وولٹیج، ریورس وولٹیج، دو الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز کی بیک ٹو بیک سیریز کو غیر قطبی کیپیسیٹینس کے تین معاملات میں، لاگو وولٹیج میں اضافے کے ساتھ لیکیج کرنٹ کی تبدیلیوں میں قطبی کیپسیٹر کا موازنہ درج ذیل ہے۔

1. فارورڈ وولٹیج اور رساو کرنٹ

کیپسیٹر کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کو سیریز میں ایک ریزسٹر کو جوڑ کر ماپا جاتا ہے۔ الیکٹرولائٹک کپیسیٹر (1000uF، 16V) کی وولٹیج رواداری کی حد کے اندر، متعلقہ رساو کرنٹ اور وولٹیج کے درمیان تعلق کی پیمائش کرنے کے لیے لاگو وولٹیج کو 0V سے آہستہ آہستہ بڑھایا جاتا ہے۔

(مثبت سیریز کی گنجائش)

مندرجہ ذیل اعداد و شمار پولر ایلومینیم الیکٹرولائٹک کپیسیٹر کے لیکیج کرنٹ اور وولٹیج کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے، جو کہ 0.5mA سے نیچے لیکیج کرنٹ کے ساتھ نان لائنر تعلق ہے۔

(فارورڈ سیریز کے بعد وولٹیج اور کرنٹ کے درمیان تعلق)

2، ریورس وولٹیج اور رساو کرنٹ

اطلاق شدہ سمت وولٹیج اور الیکٹرولائٹک کپیسیٹر کے لیکیج کرنٹ کے درمیان تعلق کی پیمائش کرنے کے لیے اسی کرنٹ کا استعمال کرتے ہوئے، یہ نیچے دیے گئے اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ جب لاگو ریورس وولٹیج 4V سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو رساو کرنٹ تیزی سے بڑھنا شروع ہو جاتا ہے۔ مندرجہ ذیل منحنی خطوط کی ڈھلوان سے، ریورس الیکٹرولائٹک کیپیسیٹینس 1 اوہم کی مزاحمت کے برابر ہے۔

(وولٹیج اور کرنٹ کے درمیان ریورس وولٹیج کا رشتہ)

3. بیک ٹو بیک سیریز کیپسیٹرز

دو ایک جیسے الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز (1000uF, 16V) ایک غیر قطبی مساوی الیکٹرولائٹک کپیسیٹر بنانے کے لیے ایک دوسرے کے ساتھ سیریز میں جڑے ہوئے ہیں، اور پھر ان کے وولٹیج اور رساو کرنٹ کے درمیان تعلق کی وکر کی پیمائش کی جاتی ہے۔

(مثبت اور منفی قطبی سیریز کی گنجائش)

مندرجہ ذیل خاکہ کیپسیٹر وولٹیج اور لیکیج کرنٹ کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے، اور آپ دیکھ سکتے ہیں کہ لاگو وولٹیج کے 4V سے زیادہ ہونے کے بعد لیکیج کرنٹ بڑھتا ہے، اور موجودہ طول و عرض 1.5mA سے کم ہے۔

اور یہ پیمائش قدرے حیران کن ہے، کیونکہ آپ دیکھتے ہیں کہ ان دو بیک ٹو بیک سیریز کپیسیٹرز کا لیکیج کرنٹ دراصل ایک ہی کپیسیٹر کے لیکیج کرنٹ سے زیادہ ہوتا ہے جب وولٹیج کو آگے لگایا جاتا ہے۔

(مثبت اور منفی سیریز کے بعد وولٹیج اور کرنٹ کے درمیان تعلق)

تاہم، وقتی وجوہات کی وجہ سے، اس رجحان کے لیے بار بار ٹیسٹ نہیں کیا گیا۔ شاید استعمال کیے جانے والے کیپسیٹرز میں سے ایک ابھی ریورس وولٹیج ٹیسٹ کا کپیسیٹر تھا، اور اس کے اندر نقصان تھا، اس لیے اوپر کا ٹیسٹ کریو تیار کیا گیا تھا۔