કૅપૅસિટર

કૅપૅસિટર : બે વાહક (conductors) કે બે પ્લેટ વચ્ચે પરાવૈદ્યુતિક (dielectric) રાખી, તેમને એકબીજાથી અલગ કરવાથી બનતો વૈદ્યુત ઘટક. તે ધારિતા(capacitance)નો ગુણધર્મ ધરાવતો હોવાથી તેના બન્ને છેડા (terminals) વચ્ચેની વોલ્ટતા(voltage)માં થતા નજીવા ફેરફારનો પણ તે પ્રતિકાર કરે છે. વિદ્યુતકોષ (battery) પછી વૈદ્યુત ઊર્જા સંગ્રહ કરવાનું ઉપકરણ કૅપૅસિટર છે. વિદ્યુતભાર(તેમજ ઊર્જા)નો સંગ્રહ કરવાની શક્તિને કૅપૅસિટરની ધારિતા કહે છે. તેનું મૂલ્ય ફૅરડ(f)માં માપવામાં આવે છે. ફૅરડ કરતાં દસ લાખગણો નાનો એકમ માઇક્રોફૅરડ (μf) છે; અને માઇક્રોફૅરડ કરતાં પણ દસ લાખગણો નાનો એકમ પીકોફૅરડ (pf) છે.

[1 μf = 10^–6 f; 1 pf = 10^–12 f]

‘લેડન-જાર’ કૅપૅસિટરનું પ્રારંભિક સ્વરૂપ હતું. તેની શોધ, વૈદ્યુત ઘટનાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે અઢારમી સદીમાં થઈ હતી. તેમાં કાચની બરણીની અંદર તેમજ બહારની બાજુએ ધાતુની પતરીઓ (metal foils) રાખેલી હતી. સૌથી સાદું કૅપૅસિટર, વિદ્યુતરોધી કે પરાવૈદ્યુત (dielectric) વડે અલગ કરવામાં આવેલી બે પ્લેટ છે. પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ કે વિસ્તાર જેમ મોટો તથા તેમની વચ્ચેનું અંતર જેમ ઓછું, તેમ ધારિતાનું મૂલ્ય વધારે હોય છે.

કૅપૅસિટરની લાક્ષણિકતા તથા તેની વપરાશ તેમાં આવેલા પરાવૈદ્યુત ઉપર પણ આધારિત છે. પરાવૈદ્યુત તરીકે વાપરવામાં આવતાં સામાન્ય દ્રવ્યોમાં કાગળ, ચિનાઈ માટી (ceramic), અબરખ (mica), પ્લાસ્ટિક, વિદ્યુત-અપઘટ્ય (electrolyte) અને હવાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

પરાવૈદ્યુત વિદ્યુતવિરોધી હોવાને કારણે કૅપૅસિટર દિષ્ટ-ધારા(DC)ને તેમાંથી પસાર થવા દેતો નથી; પરંતુ તેની એકધારી રીતે ભારિત (charge) અને વિભારિત (discharge) થવાની પ્રક્રિયા, પ્રત્યાવર્તી-ધારા(AC)ને પસાર થવા દે છે. આમ કૅપૅસિટરનો એક અગત્યનો ઉપયોગ DCને અવરોધવાનો અને ACને પસાર થવા દેવાનો છે. ઉપરાંત એક પ્રવર્ધક(amplifier)માંથી બીજા પ્રવર્ધકમાં ACનું યુગ્મન (coupling) કરવાનો પણ છે. આવાં કૅપૅસિટર રોધક (blocking) કે યુગ્મક (coupling) કૅપૅસિટર તરીકે ઓળખાય છે. આવા ઉપયોગ માટે વપરાતાં કાગળનાં સસ્તાં કૅપૅસિટર ઍલ્યુમિનિયમની પતરીઓના બે સ્તરને કાગળના બે સ્તર સાથે અંત:પૃષ્ઠ (interleave) રાખી, નળીના આકારમાં વાળીને બનાવવામાં આવે છે. બે કપોટીઓ (films) વચ્ચે ચિનાઈ માટીની તકતી રાખીને બનાવાતાં ચિનાઈ માટીનાં કૅપૅસિટર કાગળનાં કૅપૅસિટર જેવાં હોય છે; પરંતુ તેમની ધારિતા પ્રમાણમાં ઊંચી હોય છે (1 pf થી 0.1 μf). તે કદમાં નાનાં હોય છે અને 1000 વોલ્ટ સુધીની વોલ્ટતા ઉપર કાર્ય કરી શકે છે. અબરખનાં કૅપૅસિટરની ધારિતાનાં મૂલ્યો કાગળનાં કૅપૅસિટર જેવાં હોય છે પરંતુ તેમને 35,000 વોલ્ટ જેટલી ઊંચી વોલ્ટતા અને 10,000 MHz જેટલી ઊંચી આવૃત્તિ (frequency) પર વાપરી શકાય છે.

પ્લાસ્ટિક-ફિલ્મ કૅપૅસિટરમાં પરાવૈદ્યુત તરીકે પૉલિસ્ટાઇરીન (polystyrene) વાપરવામાં આવે છે. કાગળનાં કૅપૅસિટર કરતાં વધુ ખર્ચાળ એવાં આ કૅપૅસિટર પ્રમાણમાં નાના કદનાં અને ખૂબ ઊંચો રોધન-પ્રતિરોધ (insulation-resistance) ધરાવે છે. તેમની ધારિતા 5 pfથી 0.47 μfની મર્યાદામાં હોય છે.

ઇલેક્ટ્રૉનિક્સનાં ઘણાં સાધનોમાં વિદ્યુત-અપઘટ્યતાવાળાં કૅપૅસિટરની જરૂર પડે છે, જે પ્રમાણમાં નાના કદનાં હોય છે, પરંતુ તેમની પ્લેટને અલગ રાખતો પરાવૈદ્યુતનો સ્તર બહુ જ પાતળો હોવાથી, ધારિતાનું મૂલ્ય ખૂબ ઊંચું હોય છે. આ કૅપૅસિટરનો ગેરલાભ એ છે કે તેની પ્લેટ વચ્ચે પસાર થતી વિદ્યુતધારામાં ખૂબ લીકેજ થતું હોય છે. વિદ્યુત-અપઘટ્ય કૅપૅસિટરનો ઉપયોગ ACમાંથી DC પરિવર્તન કરતા પાવર સપ્લાયમાં ઇલેક્ટ્રૉનિક ફિલ્ટર તરીકે કરવામાં આવે છે. પરિવર્તન પામતા નિર્ગમ(output)માં હજી પણ ACનો થોડોક અંશ રહી જતો હોવાથી, ઘણીવાર નિર્ગમની વચ્ચે એક ઉચ્ચ મૂલ્યનું કૅપૅસિટર જોડવામાં આવે છે. વોલ્ટતા વધી રહી હોય ત્યારે કૅપૅસિટરમાં સંગૃહીત થતી ઊર્જા, વોલ્ટતા ઘટી રહી હોય ત્યારે પરિપથમાં જોડેલા અવરોધ(load resistance)ને મળતી હોય છે જેને લઈને તે સરળતાથી વહી શકે છે. વિદ્યુત-અપઘટ્યનો ઉપયોગ, રાત્રે કે ઓછા પ્રકાશમાં ફોટોગ્રાફ લેવા માટે વપરાતા ઇલેક્ટ્રૉનિક ‘ફોટો ફ્લૅશ’ માટે પણ કરવામાં આવે છે. થોડાક માઇક્રોફૅરડ ધારિતાવાળા કૅપૅસિટરને બૅટરી દ્વારા થોડીક ક્ષણ માટે ભારિત કરીને તેની બધી જ ઊર્જાનો ઉપયોગ એક બલ્બને પ્રજ્વલિત કરી પ્રકાશનો મોટો ઝબકારો (flash) ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે.

સામાન્યત: કૅપૅસિટરનો ઉપયોગ પ્રણાલીગત પ્રજ્વલન પદ્ધતિઓ(conventional ignition systems)ના છેડાઓ વચ્ચે ઉદભવતો તણખો (arc) ઘટાડવા માટે થાય છે.

પરિવર્તી (variable) કૅપૅસિટરમાં એકબીજાની વચ્ચે ગોઠવેલી (interleaved) ધાતુની પ્લેટના બે સમૂહ હોય છે; એક સમૂહ સ્થાયી હોય છે જ્યારે બીજો સમૂહ, પહેલાની વચ્ચે ભ્રમણ કરી શકે તેવો હોય છે. પ્લેટની આસપાસની હવા પરાવૈદ્યુત તરીકે કામ આપે છે. આ પ્રકારના કૅપૅસિટરનો ઉપયોગ રેડિયો રિસીવિંગ સેટમાં સમસ્વરણ (tuning) માટે થાય છે. વિદ્યુત પરિપથ (electric circuit). આકૃતિમાં કૅપૅસિટરને બે એકસરખી લંબાઈની સમાંતર રેખા () વડે દર્શાવાય છે.

એરચ મા. બલસારા