కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ అంటే ఏమిటి: పని మరియు దాని అనువర్తనాలు

శక్తి, మేము దానిని నాశనం చేయలేము కాని శక్తిని ఒక రూపం నుండి మరొక రూపానికి మార్చవచ్చు. కొన్ని సందర్భాల్లో, ఒక శక్తి నుండి మరొక రూపంలోకి మార్చడానికి మేము సహాయం తీసుకోవాలి. కాబట్టి శక్తి మార్పిడి ప్రక్రియను “ ట్రాన్స్డ్యూసర్లు ”. ప్రెజర్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్స్ వంటి వివిధ రకాల ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు ఉన్నాయి, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ట్రాన్స్డ్యూసర్స్, అల్ట్రాసోనిక్ ట్రాన్స్డ్యూసర్స్, టెంపరేచర్ ట్రాన్స్డ్యూసర్స్, కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసర్స్ మొదలైనవి ఈ వ్యాసంలో, కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్, దాని పని సూత్రం, సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం, రకాలు మరియు దాని అనువర్తనాలు, ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు గురించి మనం తెలుసుకోబోతున్నాము.

కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ అంటే ఏమిటి?

ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లను యాక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు మరియు నిష్క్రియాత్మక ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు వంటి రెండు రకాలుగా వర్గీకరించారు. యాక్టివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు ఒక రకమైన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు, వాటి ఆపరేషన్‌కు ఎలాంటి శక్తి అవసరం లేదు. నిష్క్రియాత్మక ట్రాన్స్డ్యూసర్‌కు శక్తి మార్పిడి ప్రక్రియలో వాటి ఆపరేషన్ కోసం బాహ్య శక్తి అవసరం. ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు నిష్క్రియాత్మక ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల పరిధిలోకి వచ్చాయి.

కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క నిర్వచనం ఏమిటంటే స్థానభ్రంశం (ఇది ఎంత దూరం), పీడనం మరియు ఇతర భౌతిక పరిమాణాలను కొలవడం, ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లకు ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది. ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లలో, ప్లేట్ల మధ్య కెపాసిటెన్స్ వైవిధ్యంగా ఉంటుంది ఎందుకంటే ప్లేట్ల మధ్య దూరం, ప్లేట్ల అతివ్యాప్తి, విద్యుద్వాహక మాధ్యమం మార్పు మొదలైనవి.

కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ వర్కింగ్ ప్రిన్సిపల్

పై రేఖాచిత్రం కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ను సూచిస్తుంది. ది కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క పని సూత్రం వేరియబుల్ కెపాసిటెన్స్. దాని నిర్మాణం ప్రకారం, వీటికి రెండు సమాంతర లోహపు పేట్లు ఉన్నాయి, అవి వాటి మధ్య దూరాన్ని నిర్వహిస్తున్నాయి. వాటి మధ్య, విద్యుద్వాహక మాధ్యమం (గాలి వంటివి) నింపవచ్చు. కాబట్టి, ఈ రెండు మెటల్ ప్లేట్లు మరియు ప్లేట్ల స్థానాల మధ్య దూరం కెపాసిటెన్స్‌ను మార్చగలదు. కాబట్టి, వేరియబుల్ కెపాసిటెన్స్ ఈ ట్రాన్స్డ్యూసర్స్ యొక్క సూత్రం. సాధారణ కెపాసిటర్లు మరియు కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల మధ్య ప్రాథమిక వ్యత్యాసం, కెపాసిటర్ ప్లేట్లు సాధారణంగా స్థిరంగా ఉంటాయి కెపాసిటర్లు ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లలో, కెపాసిటర్ ప్లేట్లు కదిలే స్థితి.

కెపాసిటివ్-ట్రాన్స్డ్యూసెర్

వేరియబుల్ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ ఈ ఫార్ములా ద్వారా కొలవవచ్చు.

కెపాసిటివ్-ట్రాన్స్డ్యూసెర్-ఫార్ములా

ఈ సూత్రంలో:

సి వేరియబుల్ కెపాసిటెన్స్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ను సూచిస్తుంది
Freeo ఖాళీ స్థలం యొక్క అనుమతిని సూచిస్తుంది
εr సాపేక్ష అనుమతిని సూచిస్తుంది
A ప్లేట్ల వైశాల్యాన్ని సూచిస్తుంది
D ప్లేట్ల మధ్య దూరాన్ని సూచిస్తుంది

కాబట్టి ఫార్ములా ప్రకారం, వేరియబుల్ కెపాసిటెన్స్ విలువ నాలుగు ముఖ్యమైన పారామితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అవి వేరియబుల్ కెపాసిటర్ యొక్క ప్లేట్ల మధ్య దూరం, ప్లేట్ల ఆక్రమణ ప్రాంతం, ఖాళీ స్థలం యొక్క పర్మిటివిటీ, సాపేక్ష పర్మిటివిటీ మరియు విద్యుద్వాహక పదార్థం. ఈ పారామితులు వేరియబుల్ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ విలువను మారుస్తాయి.

• విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం యొక్క మార్పు ఈ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ను మారుస్తుంది.
• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల ప్లేట్ల వైశాల్యం దాని కెపాసిటెన్స్ విలువను మారుస్తుంది.
• ప్లేట్ల మధ్య దూరం ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ల కెపాసిటెన్స్ విలువను మారుస్తుంది. ఈ పద్ధతి ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ పద్ధతిలో, విద్యుద్వాహక మాధ్యమం మరియు పలకల ప్రాంతం స్థిరంగా ఉంచబడుతుంది. ప్లేట్లు కదులుతున్నప్పుడు దూరం వైవిధ్యంగా ఉంటుంది మరియు ఇది కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ యొక్క మార్పుకు దారితీస్తుంది.

ఈ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ విలువను మార్చడానికి ఈ పై మూడు పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి.

కెపాసిటివ్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

పై సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రాన్ని సూచిస్తుంది. సాధారణ కెపాసిటర్‌కు వేరియబుల్ కెపాసిటర్ మధ్య వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, వేరియబుల్ కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ వైవిధ్యంగా ఉంటుంది, అయితే సాధారణ కెపాసిటర్‌లో, కెపాసిటెన్స్ విలువ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు దానిని మార్చలేము.

కెపాసిటివ్-ట్రాన్స్డ్యూసెర్-సర్క్యూట్-రేఖాచిత్రం

కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ రకాలు

కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క నిర్మాణం ప్రకారం, అవి నాలుగు రకాలు, ఇవి క్రింద చర్చించబడ్డాయి. వారు

• దీర్ఘచతురస్రాకార పలకలతో సమాంతర ప్లేట్ కెపాసిటెన్స్.
• స్థూపాకార కెపాసిటర్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్.
• సెమీ వృత్తాకార సమాంతర ప్లేట్లు.
• సమాంతర పలకల మధ్య విద్యుద్వాహకములో మార్పు.

దీర్ఘచతురస్రాకార ప్లేట్లతో సమాంతర ప్లేట్ కెపాసిటెన్స్

దీనిని ఫ్లాట్ రకం కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ అని కూడా అంటారు. ఈ రకమైన ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లో, ఒక ప్లేట్ పరిష్కరించబడింది మరియు మరొక ప్లేట్‌ను తరలించవచ్చు. ఈ వైవిధ్యం ద్వారా, దూరం d లేదా ప్రాంతం A మారుతూ ఉంటుంది. ఇది ఈ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ విలువకు దారితీస్తుంది.

ఫ్లాట్-టైప్-కెపాసిటివ్-ట్రాన్స్డ్యూసెర్

ప్రాంతం A మారుతూ ఉంటే మరియు ప్లేట్లు x యొక్క దూరాన్ని కలిగి ఉన్నప్పుడు కెపాసిటెన్స్ విలువ C అవుతుంది

C = ε (A-wx) / డి

స్థూపాకార కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్

స్థూపాకార-కెపాసిటివ్-ట్రాన్స్డ్యూసెర్

సిలిండర్ యొక్క పొడవును పరిశీలిస్తే L, అప్పుడు కెపాసిటెన్స్

స్థూపాకార-కెపాసిటివ్-సమీకరణం

సెమీ సర్క్యులర్ కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్

రెండు కెపాసిటివ్ ప్లేట్లు ఒకదానికొకటి అతివ్యాప్తి చెందినప్పుడు ఈ రకం అత్యధిక కెపాసిటెన్స్ విలువను అందిస్తుంది. సర్క్యూట్‌కు గరిష్ట కెపాసిటెన్స్ అవసరమైనప్పుడు ఇవి ఉత్తమం.

వృత్తాకార-సమాంతర-ప్లేట్-రేఖాచిత్రం

ఈ రకమైన కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్, వైశాల్యం A = πr ^ 2/2 మరియు కెపాసిటెన్స్ సి = ε πr ^ 2/2 డి

సమాంతర ప్లేట్ల మధ్య విద్యుద్వాహక మాధ్యమంలో మార్పు

ఈ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క రెండు సమాంతర పలకల మధ్య విద్యుద్వాహక మాధ్యమం మారినప్పుడు, అది కూడా ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్లో తేడా ఉంటుంది.

అందువల్ల కెపాసిటెన్స్ C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / డి

ఇక్కడ - L1 మరియు L2 1 వ మరియు 2 వ ప్లేట్ల పొడవును సూచిస్తున్నాయి.

W ప్లేట్ యొక్క వెడల్పును సూచిస్తుంది

D ప్లేట్ల మధ్య దూరాన్ని సూచిస్తుంది

ప్రయోజనాలు

ది కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ ప్రయోజనాలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి. వారు

• ఈ ట్రాన్స్డ్యూసర్లు అధిక ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్ను అందిస్తాయి. కాబట్టి లోడింగ్ ఎఫెక్ట్స్ విలువ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.
• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల ఫ్రీక్వెన్సీ స్పందన చాలా ఎక్కువ.
• ఈ ట్రాన్స్డ్యూసర్లు చాలా సున్నితమైనవి.
• ఇవి పనిచేయడానికి తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తున్నాయి. కాబట్టి, ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లను తక్కువ విద్యుత్ వినియోగించే పరికరాలు అంటారు.
• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా అధిక రిజల్యూషన్ సాధ్యమవుతుంది.

ప్రతికూలతలు

కొన్ని ఉన్నాయి కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క ప్రతికూలతలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి. వారు

• ఇది అధిక అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ కలిగి ఉంది. ఈ అధిక అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్ విలువ కారణంగా, అవుట్పుట్ను కొలవడానికి సంక్లిష్టమైన సర్క్యూట్ అవసరం. మరియు ఈ అధిక అవుట్పుట్ అపారమైన విలువను నిర్వహించడానికి అవుట్పుట్ సర్క్యూట్ శక్తివంతంగా ఉండాలి.
• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్లు అంచు ప్రభావాల కారణంగా సరళేతర ప్రవర్తనలను ప్రదర్శిస్తాయి.
• ఇవి ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటాయి. బాహ్య ఉష్ణోగ్రత విలువ ఈ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ కెపాసిటెన్స్ విలువను ప్రభావితం చేస్తుంది.

అప్లికేషన్స్

కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క అనువర్తనాలు

• ఉష్ణోగ్రత, స్థానభ్రంశం మరియు పీడనం వంటి పరిమాణాలను నిర్ణయించడంలో ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌కు విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలు ఉన్నాయి. కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ అనువర్తనాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.
• ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లకు సున్నితత్వ కారకంతో సరళ మరియు కోణీయ స్థానభ్రంశం రంగంలో అనువర్తనాలు ఉన్నాయి.
• ఈ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క ఉత్తమ అనువర్తనాల్లో ఒకటి తేమ స్థాయిని కనుగొనడం. తేమ విలువ మారినప్పుడు ఈ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ విలువ కూడా మారుతుంది. ఈ విలువ ద్వారా, మేము తేమలో మార్పును కొలవవచ్చు.
• వేరియబుల్ కెపాసిటెన్స్ ఉపయోగించి పీడన వైవిధ్యాలను కనుగొనడానికి వేరియబుల్ కెపాసిటెన్స్ ప్రెజర్ ట్రాన్స్డ్యూసెర్ వర్తిస్తుంది.

అందువలన, కెపాసిటివ్ ట్రాన్స్డ్యూసర్లు కెపాసిటెన్స్ విలువలో మార్పు తీసుకొని ఒక శక్తి యొక్క శక్తిని మరొక రూపంగా మార్చడానికి ఉపయోగపడతాయి. ఇవి నిష్క్రియాత్మక ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు ఎందుకంటే వీటిని ఆపరేట్ చేయడానికి బాహ్య శక్తి అవసరం. మరియు ఈ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌ల సహాయంతో, మేము ఒత్తిడి, ఉష్ణోగ్రత మరియు స్థానభ్రంశం మొదలైనవాటిని కొలవవచ్చు.