Kondenzátory pro AC elektrické instalace

V článku "Kondenzátory: účel, zařízení, princip činnosti" Bylo řečeno o elektrolytických kondenzátorech. Používají se hlavně v DC obvodech, jako filtrační kapacita v usměrňovačích. Také se nemohou obejít bez oddělení napájecích obvodů tranzistorových kaskád, stabilizátorů a tranzistorových filtrů. Navíc, jak bylo uvedeno v článku, neumožňují stejnosměrný proud, ale nechtějí pracovat na střídavém proudu.

Pro obvody střídavého proudu existují nepolární kondenzátory a mnoho z jejich typů naznačuje, že provozní podmínky jsou velmi rozdílné. V případech, kdy je vyžadována vysoká stabilita parametrů a je dostatečně vysoká frekvence, se používají vzduchové a keramické kondenzátory.

Parametry takových kondenzátorů podléhají zvýšeným požadavkům. Zaprvé se jedná o vysokou přesnost (nízká tolerance) a také nevýznamný teplotní koeficient kapacity TKE. Tyto kondenzátory jsou zpravidla umístěny v oscilačních obvodech přijímacího a vysílacího rádiového zařízení.

Pokud je frekvence nízká, například frekvence osvětlovací sítě nebo frekvence zvukového rozsahu, je docela možné použít papírové a papírové kondenzátory.

Papírové dielektrické kondenzátory jsou potaženy tenkou kovovou fólií, nejčastěji hliníkovou. Tloušťka destiček se pohybuje mezi 5 ... 10 μm, což závisí na konstrukci kondenzátoru. Mezi desky je zabudován dielektrikum kondenzátorového papíru impregnovaného izolační kompozicí.

Za účelem zvýšení provozního napětí kondenzátoru může být papír pokládán v několika vrstvách. Celý tento balíček je zkroucený jako koberec a umístěn do kulatého nebo obdélníkového pouzdra. V tomto případě se samozřejmě vyvodí závěry z desek a případ takového kondenzátoru není připojen k ničemu.

Papírové kondenzátory se používají v nízkofrekvenčních obvodech při vysokých provozních napětích a významných proudech. Jednou z těchto velmi běžných aplikací je začlenění třífázového motoru do jednofázové sítě.

V kondenzátorech z kovového papíru hraje roli desek tenká vrstva kovu, všechny ze stejného hliníku, nastříkaná ve vakuu na kondenzátorový papír. Konstrukce kondenzátorů je stejná jako u papírových kondenzátorů, ale rozměry jsou mnohem menší. Rozsah obou typů je přibližně stejný: obvody DC, pulsující a střídavý proud.

Konstrukce kondenzátorů z papíru a kovu, kromě kapacitance, poskytuje těmto kondenzátorům významnou indukčnost. To vede ke skutečnosti, že se papírový kondenzátor při určité frekvenci změní na rezonanční oscilační obvod. Proto se takové kondenzátory používají pouze při frekvencích nepřesahujících 1 MHz. Obrázek 1 ukazuje papír a papírové kondenzátory vyrobené v SSSR.

Obrázek 1 Papír a papírové kondenzátory pro střídavé obvody

Starověké kondenzátory z kovového papíru měly po zhroucení vlastnost samoléčení. Jednalo se o kondenzátory typu MBG a MBGCH, ale nyní byly nahrazeny kondenzátory keramickým nebo organickým dielektrikem typu K10 nebo K73.

V některých případech, například v analogových paměťových zařízeních nebo jiným způsobem, v paměťových zařízeních se vzorkováním (SEC), jsou na kondenzátory kladeny zvláštní požadavky, zejména na nízký svodový proud. Poté se k záchraně dostanou kondenzátory, jejichž dielektrika je vyrobena z materiálů s vysokým odporem. Nejprve se jedná o fluoroplastické, polystyrenové a polypropylenové kondenzátory.Mírně nižší izolační odpor u slídových, keramických a polykarbonátových kondenzátorů.

Stejné kondenzátory se používají v pulzních obvodech, když je vyžadována vysoká stabilita. Zaprvé, pro vytváření různých časových zpoždění, pulsů určité doby, jakož i pro nastavení provozních frekvencí různých generátorů.

Aby byly parametry doby obvodu ještě stabilnější, v některých případech se doporučuje použít kondenzátory se zvýšeným provozním napětím: s instalací kondenzátoru s provozním napětím 400 nebo dokonce 630 V v obvodu 12 V není nic špatného. Takový kondenzátor bude samozřejmě zabírat více místa, ale také se zvýší stabilita celého obvodu jako celku.

Elektrická kapacita kondenzátorů je měřena ve Farads F (F), ale tato hodnota je velmi vysoká. Stačí říci, že kapacita zeměkoule nepřesahuje 1F. V každém případě je to přesně to, co je napsáno v učebnicích fyziky. 1 Farad je kapacita, při které je při náboji q na 1 přívěsek rozdíl potenciálů (napětí) na kondenzátorových deskách 1V.

Z toho, co bylo právě řečeno, je Faradova hodnota velmi velká, takže v praxi se často používají menší jednotky: mikrofarady (μF, μF), nanofarády (nF, nF) a pikosady (pF, pF). Tyto hodnoty jsou získány pomocí zlomkových a vícenásobných předpon, které jsou uvedeny v tabulce na obrázku 2.

Obrázek 2

Moderní části se zmenšují, proto není vždy možné na ně vkládat kompletní značení, stále více používají různé systémy symbolů. Všechny tyto systémy ve formě tabulek a jejich vysvětlení najdete na internetu. U kondenzátorů určených pro montáž na SMD nejčastěji neexistují žádné známky. Jejich parametry lze přečíst na obalu.

Aby se zjistilo, jak se kondenzátory chovají v obvodech střídavého proudu, navrhuje se provést několik jednoduchých experimentů. Současně neexistují žádné zvláštní požadavky na kondenzátory. Nejvhodnější jsou papírové nebo papírové kondenzátory.

Kondenzátory vedou střídavý proud

Pro ověření tohoto stavu stačí sestavit jednoduchý diagram znázorněný na obrázku 3.

Obrázek 3

Nejprve musíte zapnout lampu kondenzátory C1 a C2 zapojenými paralelně. Lampa bude svítit, ale ne příliš jasně. Pokud nyní přidáme další kondenzátor C3, pak se luminiscence lampy výrazně zvýší, což znamená, že kondenzátory odolávají průchodu střídavého proudu. Kromě toho paralelní spojení, tj. zvýšení kapacity, tento odpor se snižuje.

Závěr: čím větší je kapacita, tím nižší je odpor kondenzátoru vůči průchodu střídavého proudu. Tento odpor se nazývá kapacitní a ve vzorcích se označuje jako Xc. Xc také závisí na frekvenci proudu, čím vyšší je, tím méně Xc. O tom bude diskutováno později.

Další zkušenost lze provést pomocí elektroměru, který předtím odpojil všechny spotřebitele. K tomu je třeba zapojit paralelně tři kondenzátory 1 μF a jednoduše je zapojit do elektrické zásuvky. Je samozřejmé, že člověk musí být velmi opatrný nebo dokonce pájet standardní zástrčku na kondenzátory. Provozní napětí kondenzátorů musí být nejméně 400 V.

Po tomto připojení stačí měřič jednoduše pozorovat, aby se ujistil, že stojí, i když se odhaduje, že takový kondenzátor je ekvivalentem odporu žárovky s výkonem asi 50 W. Otázkou je, proč neotáčí počítadlo? To bude také diskutováno v dalším článku.

Boris Aladyshkin