Kintamosios srovės elektros įrenginių kondensatoriai

Straipsnyje "Kondensatoriai: tikslas, įtaisas, veikimo principas" Buvo pasakojama apie elektrolitinius kondensatorius. Jie daugiausia naudojami nuolatinės srovės grandinėse, kaip filtrų talpa lygintuvuose. Taip pat jie negali išsiversti neišjungę tranzistorinių kaskadų, stabilizatorių ir tranzistorių filtrų maitinimo grandinių. Be to, kaip buvo pasakyta straipsnyje, jie neleidžia nuolatinės srovės, tačiau nenori dirbti su kintama srove.

Kintamosios srovės grandinėms yra nepoliniai kondensatoriai, ir daugelis jų tipų rodo, kad veikimo sąlygos yra labai įvairios. Tais atvejais, kai reikia aukšto parametrų stabilumo, o dažnis yra pakankamai didelis, naudojami oro ir keramikos kondensatoriai.

Tokių kondensatorių parametrams keliami aukštesni reikalavimai. Visų pirma, tai yra didelis tikslumas (mažas tolerancija), taip pat nereikšmingas TKE talpos temperatūros koeficientas. Paprastai tokie kondensatoriai dedami į priimančiosios ir siunčiančiosios radijo ryšio įrangos svyravimo grandines.

Jei dažnis yra mažas, pavyzdžiui, apšvietimo tinklo dažnis arba garso diapazono dažnis, tada visiškai įmanoma naudoti popierių ir popierinius kondensatorius.

Popieriniai dielektriniai kondensatoriai yra padengti plona metaline folija, dažniausiai aliumine. Plokščių storis svyruoja tarp 5 ... 10 μm, tai priklauso nuo kondensatoriaus konstrukcijos. Tarp plokštelių yra įterptas dielektrikas iš kondensatoriaus popieriaus, įmirkyto izoliacine kompozicija.

Norint padidinti kondensatoriaus darbinę įtampą, popierius gali būti klojamas keliais sluoksniais. Visa ši pakuotė susukta kaip kilimas ir dedama į apvalų arba stačiakampį dėklą. Šiuo atveju, be abejo, daromos išvados iš plokštelių, o tokio kondensatoriaus atvejis niekuo neprijungtas.

Popieriniai kondensatoriai naudojami žemo dažnio grandinėse esant aukštai darbinei įtampai ir didelėms srovėms. Viena iš šių labai paplitusių programų yra trifazio variklio įtraukimas į vienfazį tinklą.

Metalo-popieriaus kondensatoriuose plokščių vaidmenį atlieka plonas metalo sluoksnis, purškiamas vakuume ant kondensatoriaus popieriaus, to paties aliuminio. Kondensatorių konstrukcija yra tokia pati kaip popierinių, tačiau matmenys yra daug mažesni. Abiejų tipų apimtis yra beveik vienoda: nuolatinės, nuolatinės ir kintamos srovės grandinės.

Popieriaus ir metalo popieriaus kondensatorių dizainas, be talpos, suteikia šiems kondensatoriams didelę induktyvumą. Tai lemia, kad tam tikru dažniu popieriaus kondensatorius virsta rezonansine virpesių grandine. Todėl tokie kondensatoriai naudojami tik ne didesniais kaip 1 MHz dažniais. 1 paveiksle parodytas popierius ir popieriniai kondensatoriai, pagaminti SSRS.

1 pav Popierius ir popieriniai kondensatoriai kintamosios srovės grandinėms

Senovės metalo-popieriaus kondensatoriai turėjo savijautos savybę po sugedimo. Tai buvo MBG ir MBGCH tipų kondensatoriai, tačiau dabar juos pakeitė K10 arba K73 tipo keramikiniai arba organiniai dielektrikai.

Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, analoginiuose saugojimo įtaisuose ar kitu būdu - mėginių ėmimo-saugojimo įrenginiuose (SEC), kondensatoriams keliami specialūs reikalavimai, visų pirma, maža nuotėkio srovė. Tada į gelbėjimą ateina kondensatoriai, kurių dielektrikai yra pagaminti iš medžiagų, pasižyminčių dideliu atsparumu. Visų pirma, tai yra fluoroplastiniai, polistireno ir polipropileno kondensatoriai.Šiek tiek mažesnis žėručio, keramikos ir polikarbonato kondensatorių izoliacijos atsparumas.

Tie patys kondensatoriai naudojami impulsinėse grandinėse, kai reikalingas didelis stabilumas. Pirmiausia, tam, kad būtų suformuoti įvairūs laiko uždelsimai, tam tikros trukmės impulsai, taip pat nustatyti įvairių generatorių veikimo dažnius.

Norint, kad grandinės laiko parametrai būtų dar stabilesni, kai kuriais atvejais rekomenduojama naudoti kondensatorius su padidinta darbine įtampa: 12 V grandinėje nėra nieko blogo įdiegti kondensatorių, kurio darbinė įtampa yra 400 ar net 630 V. Toks kondensatorius užims vietų, žinoma, daugiau, tačiau padidės ir visos grandinės stabilumas.

Kondensatorių elektrinė talpa matuojama faradais F (F), tačiau ši vertė yra labai didelė. Pakanka pasakyti, kad Žemės rutulio talpa neviršija 1F. Bet kokiu atveju, tai yra būtent tai, kas parašyta fizikos vadovėliuose. 1 Faradas yra talpa, kai esant 1 įkroviklio q krūviui potencialo skirtumas (įtampa) kondensatoriaus plokštelėse yra 1V.

Iš to, kas ką tik buvo pasakyta, išplaukia, kad „Farada“ yra labai didelė vertė, todėl praktikoje dažniau naudojami mažesni vienetai: mikrofarados (μF, μF), nanofarados (nF, nF) ir pikofarados (pF, pF). Šios vertės gaunamos naudojant trupmeninius ir daugybinius priešdėlius, kurie parodyti 2 paveikslo lentelėje.

2 pav

Šiuolaikinės dalys tampa vis mažesnės, todėl ne visada įmanoma ant jų užklijuoti pilnus ženklus, vis dažniau jos naudoja įvairias simbolių sistemas. Visas šias sistemas lentelių pavidalu ir paaiškinimus joms galite rasti internete. Ant kondensatorių, skirtų montuoti SMD, dažniausiai iš viso nėra jokių ženklų. Jų parametrus galima perskaityti ant pakuotės.

Norint sužinoti, kaip kondensatoriai elgiasi kintamos srovės grandinėse, siūloma atlikti keletą paprastų eksperimentų. Tuo pačiu metu kondensatoriams nėra specialių reikalavimų. Labiausiai paplitę popierius arba popieriniai kondensatoriai yra gana tinkami.

Kondensatoriai veda kintama srove

Norint patikrinti šį pirmenybę, pakanka surinkti paprastą schemą, parodytą 3 paveiksle.

3 pav

Pirmiausia reikia įjungti lempą per lygiagrečiai sujungtus kondensatorius C1 ir C2. Lempa švyti, bet ne labai ryškiai. Jei dabar pridėsime dar vieną kondensatorių C3, tada lempos liuminescencija pastebimai padidės, o tai rodo, kad kondensatoriai priešinasi kintančiai srovei. Be to, lygiagretus ryšys, t. padidėja talpa, šis atsparumas sumažėja.

Taigi išvada: kuo didesnė talpa, tuo mažesnis kondensatoriaus atsparumas kintamos srovės praleidimui. Šis pasipriešinimas vadinamas talpiniu ir formulėse vadinamas Xc. Xc taip pat priklauso nuo srovės dažnio, kuo ji didesnė, tuo mažiau Xc. Tai bus aptarta vėliau.

Dar viena patirtis gali būti padaryta naudojant elektros skaitiklį, prieš tai atjungus visus vartotojus. Norėdami tai padaryti, turite lygiagrečiai prijungti tris 1 μF talpos kondensatorius ir tiesiog prijunkite juos prie maitinimo lizdo. Be abejo, reikia būti ypač atsargiems ar netgi lituoti įprastu kondensatorių kištuku. Kondensatorių darbinė įtampa turi būti ne mažesnė kaip 400 V.

Po šio prijungimo pakanka paprasčiausiai stebėti skaitiklį, kad įsitikintumėte, jog jis stovi vietoje, nors manoma, kad tokio kondensatoriaus atsparumas yra lygiavertis kaitrinei lempai, kurios galia yra apie 50 W. Kyla klausimas, kodėl neatsiverčia skaitiklis? Tai taip pat bus aptariama kitame straipsnyje.

Borisas Aladyshkinas