বিদ্যুৎ ও ইলেকট্রনিক্স

RC সময় ও ফিল্টার ক্যালকুলেটর

RC সময় ধ্রুবক, ক্যাপাসিটরের চার্জ ও ডিসচার্জ এবং নিষ্ক্রিয় লো-পাস বা হাই-পাস ফিল্টারের প্রতিক্রিয়া হিসাব করুন।

01

আপনার ইনপুট

সরবরাহ বা প্রাথমিক ভোল্টেজের ০%-এর বেশি ও ১০০%-এর কম লক্ষ্য লিখুন।

আদর্শ উৎস ও উপাদান, আউটপুটে কোনো লোড নেই। চার্জ ০ V থেকে এবং ডিসচার্জ দেওয়া প্রাথমিক ভোল্টেজ থেকে শুরু হয়।

02

আপনার ফলাফল

সময় ধ্রুবক · τ
—
কাটঅফ কম্পাঙ্ক
—
ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ
—
ভোল্টেজের অনুপাত
—
লক্ষ্যে পৌঁছানোর সময়—
প্রতিক্রিয়া বক্ররেখা
সূত্রτ = R × C

RC চার্জিং, ডিসচার্জিং ও প্রথম ক্রমের ফিল্টার পরীক্ষা করুন

একটি রেজিস্টর ও একটি ক্যাপাসিটর দিয়ে সময় ধ্রুবক, সময়ের সঙ্গে ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ বা একটি আদর্শ ফিল্টারের ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া অনুমান করুন। চার্জিং শুরু হয় অচার্জিত ক্যাপাসিটর থেকে; ডিসচার্জিং শুরু হয় আপনার লেখা প্রাথমিক ভোল্টেজ থেকে। ফিল্টার মোডগুলো লোডবিহীন প্রথম ক্রমের RC নেটওয়ার্ক নির্দেশ করে। গণনায় উপাদানের টলারেন্স, লিকেজ এবং অতিরিক্ত উৎস বা লোড ইম্পিড্যান্স অন্তর্ভুক্ত নয়।

ধাপে ধাপে

  1. চার্জিং, ডিসচার্জিং, লো-পাস বা হাই-পাস মোড বেছে নিন। একক পরীক্ষা করে রোধ ও ক্যাপাসিট্যান্স লিখুন: ঘরগুলোর ডিফল্ট একক kΩ ও nF।
  2. টাইমিংয়ের জন্য সরবরাহ বা প্রাথমিক ভোল্টেজ, অতিবাহিত সময় ms-এ এবং লক্ষ্য শতাংশ লিখুন। ফিল্টারিংয়ের জন্য ধনাত্মক সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সি Hz-এ লিখে দেখানো কাটঅফ ফ্রিকোয়েন্সির সঙ্গে তুলনা করুন।
  3. সংশ্লিষ্ট ফল ও প্রতিক্রিয়ার গ্রাফ দেখুন। টাইমিংয়ে ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ ও লক্ষ্যে পৌঁছানোর সময় দেখায়; ফিল্টারিংয়ে ভোল্টেজ গেইন, ডেসিবেল ও ফেজ দেখায়। গ্রাফে স্বাভাবিকীকৃত অক্ষ ব্যবহার করা হয়, তাই অবস্থানকে দেখানো সময় ধ্রুবক বা কাটঅফের সঙ্গে মিলিয়ে বুঝুন।

সেটিংস ও সীমা

সময় ধ্রুবক ও কাটঅফ
সব মোডের সময় ধ্রুবক τ = R × C এবং কাটঅফ fc = 1 / (2πRC)। যেকোনো একটি উপাদানের মান বাড়ালে সময় ধ্রুবক বাড়ে এবং কাটঅফ কমে। টাইমিং ও ফিল্টার মোডের মধ্যে পরিবর্তন করলেও এই রাশিগুলো দেখা যায়।
লক্ষ্য শতাংশ
লক্ষ্য অবশ্যই 0% ও 100%-এর কঠোরভাবে মাঝখানে হতে হবে। চার্জিং মোডে এটি চূড়ান্ত সরবরাহ ভোল্টেজের ভগ্নাংশ; ডিসচার্জিং মোডে এটি প্রাথমিক ভোল্টেজের অবশিষ্ট ভগ্নাংশ। আদর্শ সূচকীয় পরিবর্তন শেষ মানের দিকে এগোয়, কিন্তু সসীম সময়ে সেই মানে পৌঁছায় না।
গেইন ও ফেজ
ফিল্টারের গেইন হলো আউটপুট ও ইনপুট ভোল্টেজের অনুপাত, ক্ষমতার অনুপাত নয়। লো-পাস আউটপুট ক্যাপাসিটরের দুই প্রান্ত থেকে নেওয়া হয়; হাই-পাস আউটপুট রেজিস্টরের দুই প্রান্ত থেকে নেওয়া হয়। ফেজের ফল নির্বাচিত আদর্শ নেটওয়ার্কে ইনপুটের তুলনায় সাইন তরঙ্গের আউটপুটের অবস্থান বোঝায়।

সমাধানসহ উদাহরণ

চার্জিং বেছে নিয়ে R = 10 kΩ, C = 100 nF, সরবরাহ 5 V, অতিবাহিত সময় 1 ms এবং লক্ষ্য 90% নির্ধারণ করুন। সময় ধ্রুবক 1 ms এবং কাটঅফ প্রায় 159.155 Hz।

প্রত্যাশিত ফলাফল
RCτfcVc (1 ms)t (90%)
10 kΩ100 nF1 ms159.155 Hz3.1606 V2.30259 ms

1 ms-এ ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ প্রায় 3.1606 V বা 63.2121%; 90%-এ পৌঁছাতে প্রায় 2.30259 ms লাগে। 5 V থেকে ডিসচার্জ করলে একই অতিবাহিত সময়ে ভোল্টেজ প্রায় 1.8394 V হয়। দেখানো কাটঅফে লো-পাস মোডে গেইন প্রায় 0.707107 V/V, সঙ্গে −3.0103 dB এবং −45° ফেজ।

প্রশ্ন ও সমস্যা সমাধান

ডিসচার্জিংয়ে বদলালে লক্ষ্যে পৌঁছানোর সময় বদলায় কেন?

এখন লক্ষ্য বলতে অবশিষ্ট ভোল্টেজ বোঝায়, চার্জিংয়ের সময় অর্জিত ভোল্টেজ নয়। উঁচু লক্ষ্যে ডিসচার্জিংয়ে আগে এবং চার্জিংয়ে পরে পৌঁছানো হয়। আপনার কাঙ্ক্ষিত সীমার সঙ্গে মেলে এমন অবশিষ্ট ভোল্টেজের শতাংশ বেছে নিন।

এটিকে লোডযুক্ত ফিল্টারের প্রতিক্রিয়া হিসেবে ব্যবহার করতে পারি?

মডেলটি ধরে নেয় আউটপুট কারেন্ট টানে না এবং ইনপুট উৎস কোনো রোধ যোগ করে না। উল্লেখযোগ্য লোড বা উৎসের রোধ সার্কিটকে বদলে দেয়। এই ফলকে লোডযুক্ত প্রতিক্রিয়া ধরে নেওয়ার বদলে উপযুক্ত সার্কিট মডেলে এসব প্রভাব অন্তর্ভুক্ত করুন।

টাইমিং বা ফিল্টারের ফল ফাঁকা কেন?

রোধ ও ক্যাপাসিট্যান্স অবশ্যই ধনাত্মক হতে হবে। টাইমিংয়ের জন্য অঋণাত্মক ভোল্টেজ ও অতিবাহিত সময় এবং অনুমোদিত সীমার ভেতরে লক্ষ্য দরকার; ফিল্টারের ফ্রিকোয়েন্সি অবশ্যই ধনাত্মক হতে হবে। চিহ্নিত ইনপুট ঠিক করুন এবং লেখা এককটি ঘরের সঙ্গে মেলে কি না নিশ্চিত করুন।