કેપેસિટર્સ અને બેટરી - શું તફાવત છે

એવું લાગે છે કે બેટરી અને કેપેસિટર્સ આવશ્યકપણે એક જ વસ્તુ કરે છે - બંને વિદ્યુત ઉર્જાનો સંગ્રહ કરે છે અને પછી તેને લોડમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. એવું લાગે છે કે કેટલાક કિસ્સાઓમાં કેપેસિટર સામાન્ય રીતે નાની ક્ષમતાવાળી બેટરીની જેમ વર્તે છે, ઉદાહરણ તરીકે વિવિધ કન્વર્ટરના આઉટપુટ સર્કિટમાં.

પરંતુ આપણે કેટલી વાર કહી શકીએ કે બેટરી કેપેસિટરની જેમ વર્તે છે? જરાય નહિ. મોટાભાગની એપ્લીકેશનોમાં બેટરીનું મુખ્ય કાર્ય લાંબા સમય સુધી રાસાયણિક સ્વરૂપમાં વિદ્યુત ઉર્જાને એકઠું કરવું અને સંગ્રહિત કરવાનું છે, તેને પકડી રાખવું, જેથી તે પછી ઝડપથી અથવા ધીમે ધીમે, તરત અથવા ઘણી વખત, તેને લોડમાં આપી શકે. કેટલીક સમાન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ કેપેસિટરનું મુખ્ય કાર્ય ટૂંકા સમય માટે વિદ્યુત ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાનું છે અને તેને જરૂરી વર્તમાન સાથે લોડમાં સ્થાનાંતરિત કરવાનું છે.

એટલે કે, સામાન્ય કેપેસિટર એપ્લીકેશન માટે, સામાન્ય રીતે જ્યાં સુધી બેટરીને વારંવાર જરૂર પડતી હોય ત્યાં સુધી ઊર્જા રાખવાની જરૂર હોતી નથી. બેટરી અને કેપેસિટર વચ્ચેના તફાવતોનો સાર બંનેના ઉપકરણમાં તેમજ તેમના ઓપરેશનના સિદ્ધાંતોમાં રહેલો છે.જો કે બહારથી અજાણ્યા નિરીક્ષકને એવું લાગે છે કે તેઓ એ જ રીતે ગોઠવાયેલા હોવા જોઈએ.

કન્ડેન્સર (લેટિન કન્ડેન્સેટિયોમાંથી - "સંચય") તેના સૌથી સરળ સ્વરૂપમાં - ડાઇલેક્ટ્રિક દ્વારા અલગ કરાયેલ નોંધપાત્ર વિસ્તાર સાથે વાહક પ્લેટોની જોડી.

પ્લેટો વચ્ચે સ્થિત ડાઇલેક્ટ્રિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના સ્વરૂપમાં વિદ્યુત ઊર્જા એકઠા કરવામાં સક્ષમ છે: જો બાહ્ય સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરીને પ્લેટો પર EMF બનાવવામાં આવે છે સંભવિત તફાવત, પછી પ્લેટો વચ્ચેના ડાઇલેક્ટ્રિકનું ધ્રુવીકરણ થાય છે કારણ કે પ્લેટો પર તેમના ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સાથેના ચાર્જ ડાઇલેક્ટ્રિકની અંદરના બંધાયેલા ચાર્જ પર કાર્ય કરશે અને આ ઇલેક્ટ્રિક દ્વિધ્રુવો (ડાઇલેક્ટ્રિકની અંદરના ચાર્જની બંધાયેલ જોડી) તેમના કુલ સાથે સરભર કરવાનો પ્રયાસ કરવા માટે લક્ષી છે. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ, ચાર્જનું ક્ષેત્ર જે EMF ના બાહ્ય સ્ત્રોતને કારણે પ્લેટો પર હાજર છે.

જો હવે પ્લેટોમાંથી EMF નો બાહ્ય સ્ત્રોત બંધ છે, તો પછી ડાઇલેક્ટ્રિકનું ધ્રુવીકરણ રહેશે - કેપેસિટર થોડા સમય માટે ચાર્જ રહેશે (ડાઇલેક્ટ્રિકની ગુણવત્તા અને લાક્ષણિકતાઓના આધારે).

ધ્રુવીકૃત (ચાર્જ્ડ) ડાઇલેક્ટ્રિકનું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રોનને કંડક્ટરમાં ખસેડવાનું કારણ બની શકે છે જો તેઓ પ્લેટો બંધ કરે છે. આ રીતે, કેપેસિટર ઝડપથી ડાઇલેક્ટ્રિકમાં સંગ્રહિત ઊર્જાને લોડમાં સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે.

કેપેસિટરની ક્ષમતા પ્લેટોનો વિસ્તાર જેટલો મોટો છે અને ડાઇલેક્ટ્રિકનો ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક વધારે છે. સમાન પરિમાણો મહત્તમ વર્તમાન સાથે સંબંધિત છે જે કેપેસિટર ચાર્જિંગ અથવા ડિસ્ચાર્જિંગ દરમિયાન પ્રાપ્ત અથવા આપી શકે છે.

બેટરી (lat. acumulo collect, acumulate માંથી) કેપેસિટર કરતાં સંપૂર્ણપણે અલગ રીતે કામ કરે છે.તેની ક્રિયાનો સિદ્ધાંત હવે ડાઇલેક્ટ્રિકના ધ્રુવીકરણમાં નથી, પરંતુ ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં અને ઇલેક્ટ્રોડ્સ (કેથોડ અને એનોડ) પર થતી ઉલટાવી શકાય તેવી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં છે.

ઉદાહરણ તરીકે, લિથિયમ-આયન બેટરીના ચાર્જિંગ દરમિયાન, ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર લાગુ ચાર્જરમાંથી બાહ્ય EMF ની ક્રિયા હેઠળ લિથિયમ આયનો એનોડ (કોપર પ્લેટ પર) ના ગ્રેફાઇટ ગ્રીડમાં એમ્બેડ કરવામાં આવે છે, અને જ્યારે ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પાછા અંદર જાય છે. એલ્યુમિનિયમ કેથોડ (દા.ત. કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડમાંથી). લિંક્સ રચાય છે. લિથિયમ બેટરીની વિદ્યુત ક્ષમતા જેટલી વધારે હશે તેટલી વધુ લિથિયમ આયનો ચાર્જિંગ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોડમાં એમ્બેડ થાય છે અને તેને ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન છોડી દે છે.

કેપેસિટરથી વિપરીત, અહીં કેટલીક ઘોંઘાટ છે: જો લિથિયમ બેટરી ખૂબ ઝડપથી ચાર્જ કરવામાં આવે છે, તો પછી આયનોને ઇલેક્ટ્રોડ્સમાં એમ્બેડ કરવાનો સમય મળતો નથી, અને મેટાલિક લિથિયમના સર્કિટ રચાય છે, જે ટૂંકા સર્કિટમાં ફાળો આપી શકે છે. બેટરી. અને જો તમે ખૂબ ઝડપથી બેટરી કાઢી નાખો છો, તો કેથોડ ઝડપથી તૂટી જશે અને બેટરી બિનઉપયોગી બની જશે. બેટરીને ચાર્જિંગ દરમિયાન ધ્રુવીયતાનું કડક પાલન, તેમજ ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ કરંટના મૂલ્યોનું નિયંત્રણ જરૂરી છે.