Kondenzatori za izmjenične struje

U članku "Kondenzatori: svrha, uređaj, princip djelovanja" Pričalo se o elektrolitičkim kondenzatorima. Koriste se uglavnom u istosmjernim krugovima, kao kapacitet filtera u ispravljačima. Također, ne mogu bez odvajanja sklopova napajanja tranzistorskih kaskada, stabilizatora i tranzistorskih filtera. Štoviše, kao što je rečeno u članku, oni ne dopuštaju istosmjernu struju, ali ne žele raditi na izmjeničnu struju.

Nepolarni kondenzatori postoje za izmjenične krugove, a mnoge od njih govore da su uvjeti rada vrlo različiti. U onim slučajevima kada je potrebna visoka stabilnost parametara, a frekvencija dovoljno visoka, koriste se kondenzatori za zrak i keramiku.

Parametri takvih kondenzatora podliježu povećanim zahtjevima. Prije svega, to je visoka točnost (niska tolerancija), kao i beznačajan temperaturni koeficijent TKE kapacitivnosti. U pravilu se takvi kondenzatori smještaju u oscilatorne krugove prijemne i odašiljaju radio opreme.

Ako je frekvencija mala, na primjer, frekvencija rasvjetne mreže ili frekvencija raspona zvuka, tada je sasvim moguće koristiti kondenzatore za papir i papir.

Dielektrični kondenzatori na papiru obloženi su tankom metalnom folijom, najčešće aluminijskom. Debljina ploča varira između 5 ... 10 µm, što ovisi o dizajnu kondenzatora. Dijalektrični kondenzatorski papir impregniran izolacijskim sastavom ugrađen je između ploča.

Da bi se povećao radni napon kondenzatora, papir se može položiti u nekoliko slojeva. Cijeli je ovaj paket uvijen poput tepiha i postavljen u okruglo ili pravokutno kućište. U ovom slučaju, naravno, zaključci se izvode iz ploča, a slučaj takvog kondenzatora nije povezan s ničim.

Kondenzatori za papir koriste se u niskofrekventnim krugovima pri visokim radnim naponima i značajnim strujama. Jedna od tih vrlo čestih primjena je uključivanje trofaznog motora u jednofaznu mrežu.

U kondenzatorima metalni papir ulogu ploče igra najtanji metalni sloj raspršen u vakuumu na papir kondenzatora, svi isti aluminij. Dizajn kondenzatora isti je kao i papirnih, međutim, dimenzije su mnogo manje. Opseg obje vrste je približno isti: istosmjerni, pulsirajući i izmjenični strujni krugovi.

Dizajn papira i metalnih kondenzatora za papir, osim kapacitivnosti, daje ovim kondenzatorima značajnu induktivnost. To dovodi do činjenice da se na neki frekvenciji kondenzator papira pretvara u rezonantni oscilatorni krug. Stoga se takvi kondenzatori koriste samo na frekvencijama ne većim od 1 MHz. Na slici 1 prikazani su kondenzatori za papir i papir proizvedeni u SSSR-u.

Slika 1 Kondenzatori za papir i papir za izmjenične krugove

Kondenzatori drevnog metala od papira imali su svojstvo samoizlječenja nakon proboja. To su bili kondenzatori tipa MBG i MBGCH, ali sad su ih zamijenili kondenzatori s keramičkim ili organskim dielektrikom tipa K10 ili K73.

U nekim slučajevima, na primjer, u analognim uređajima za pohranu ili na drugi način uređajima za spremanje uzoraka (SEC) posebni se zahtjevi postavljaju na kondenzatore, posebno struju malog istjecanja. Tada kondenzatori dolaze u pomoć, čiji su dielektričari izrađeni od materijala visokog otpora. Prije svega, to su fluoroplastični, polistirenski i polipropilenski kondenzatori.Nešto niži otpor izolacije u kondenzatorima od sljube, keramike i polikarbonata.

Isti kondenzatori koriste se u pulsnim krugovima kada je potrebna velika stabilnost. Prije svega, za formiranje različitih vremenskih kašnjenja, impulsa određenog trajanja, kao i za podešavanje radnih frekvencija različitih generatora.

Da bi parametri vremena kruga bili još stabilniji, u nekim se slučajevima preporuča koristiti kondenzatore s povećanim radnim naponom: nema ništa pogrešno ugraditi kondenzator s radnim naponom 400 ili čak 630V u 12V krug. Takav kondenzator će zauzeti mjesta, naravno, više, ali će se povećati i stabilnost cijelog kruga u cjelini.

Električna kapacitivnost kondenzatora mjeri se u Faradsu F (F), ali ta je vrijednost vrlo velika. Dovoljno je reći da kapacitet globusa ne prelazi 1F. U svakom slučaju, upravo je to zapisano u udžbenicima fizike. 1 Farad je kapacitet pri kojem, s nabojem q na 1 privjesak, razlika potencijala (napon) na pločama kondenzatora iznosi 1V.

Iz onoga što je upravo rečeno proizlazi da je Farada vrlo velika vrijednost, pa se u praksi češće koriste manje jedinice: mikrofaradi (µF, µF), nanofaradi (nF, nF) i pikofaradi (pF, pF). Te se vrijednosti dobivaju korištenjem frakcijskih i višestrukih prefiksa, koji su prikazani u tablici na slici 2.

Slika 2

Moderni dijelovi postaju sve manji, pa ih nije uvijek moguće potpunu oznaku staviti, sve se više koriste raznim sustavima simbola. Svi ovi sustavi u obliku tablica i objašnjenja za njih mogu se naći na Internetu. Na kondenzatorima dizajniranim za SMD ugradnju najčešće uopće nema znakova. Njihovi parametri mogu se pročitati na pakiranju.

Kako biste saznali kako se kondenzatori ponašaju u izmjeničnim krugovima, predlaže se napraviti nekoliko jednostavnih eksperimenata. Istodobno, ne postoje posebni zahtjevi za kondenzatore. Najčešći su pogodni kondenzatori za papir ili papir.

Kondenzatori provode izmjeničnu struju

Da biste to potvrdili iz prve ruke, dovoljno je sastaviti jednostavan dijagram prikazan na slici 3.

Slika 3

Najprije morate upaliti svjetiljku preko kondenzatora C1 i C2 koji su paralelno spojeni. Svjetiljka će svijetliti, ali ne baš jako. Ako sada dodamo još jedan kondenzator C3, tada će se luminiscencija žarulje znatno povećati, što ukazuje da kondenzatori odolijevaju prolasku izmjenične struje. Štoviše, paralelna veza, tj. povećanje kapaciteta, taj se otpor smanjuje.

Otuda i zaključak: što je veći kapacitet, to je manji otpor kondenzatora na prolaz izmjenične struje. Taj se otpor naziva kapacitivan i u formulama se naziva Xc. Xc također ovisi o frekvenciji struje, što je veća, to je manje Xc. O tome će se govoriti kasnije.

Još jedno iskustvo može se postići korištenjem brojila električne energije, prethodno ste isključili sve potrošače. Da biste to učinili, morate paralelno spojiti tri kondenzatora od 1 μF i samo ih uključiti u utičnicu. Naravno, treba biti vrlo pažljiv ili čak zalijepiti standardni utikač na kondenzatore. Radni napon kondenzatora mora biti najmanje 400V.

Nakon ove veze dovoljno je jednostavno promatrati brojilo da biste bili sigurni da stoji mirno, premda se procjenjuje da je takav kondenzator jednak otporu na žarulju sa žarnom niti snage oko 50W. Pitanje je, zašto se ne vrti brojač? O tome će se govoriti i u sljedećem članku.

Boris Aladyskin