Kondenzátorok váltakozó áramú villamos berendezésekhez

A cikkben "Kondenzátorok: cél, eszköz, működési elv" Elmondták az elektrolit kondenzátorokról. Elsősorban DC áramkörökben használják, az egyenirányítók szűrőkapacitásaként. Ezenkívül nem lehetnek nélkülük a tranzisztoros kaszkádok, a stabilizátorok és a tranzisztoros szűrők tápegységének leválasztása nélkül. Sőt, amint azt a cikkben elmondták, nem engedik meg az egyenáramot, de nem akarnak váltakozó árammal működni.

A nem poláris kondenzátorok léteznek az AC áramkörökben, és sok típusuk azt jelzi, hogy a működési feltételek nagyon változatosak. Azokban az esetekben, amikor a paraméterek nagy stabilitására van szükség, és a frekvencia elég magas, levegő és kerámia kondenzátorokat kell használni.

Az ilyen kondenzátorok paramétereire fokozott követelmények vonatkoznak. Mindenekelőtt ez a nagy pontosság (alacsony tolerancia), valamint a TKE kapacitásának jelentéktelen hőmérsékleti együtthatója. Általában az ilyen kondenzátorokat a vevő és az adó adó rádióberendezés oszcillációs áramköreibe helyezik.

Ha a frekvencia kicsi, például a világítási hálózat frekvenciája vagy a hangtartomány frekvenciája, akkor teljesen lehetséges papír és papírkondenzátorok használata.

A papír dielektromos kondenzátorait vékony fémfóliával, leggyakrabban alumíniummal bevonják. A lemezek vastagsága 5 ... 10 μm között változhat, ami a kondenzátor kialakításától függ. A lemezek között be van ágyazva egy szigetelő kompozícióval impregnált kondenzátor papír dielektrikuma.

A kondenzátor üzemi feszültségének növelése érdekében a papír többrétegű lehet. Az egész csomagot szőnyegként csavarják össze, és kerek vagy téglalap alakú tokba helyezik. Ebben az esetben a lemezektől természetesen következtetéseket vonnak le, és egy ilyen kondenzátor esetéhez semmilyen nincs összeköttetés.

A papírkondenzátorokat alacsony frekvenciájú áramkörökben használják, nagy üzemi feszültség és jelentős áram mellett. Az egyik ilyen nagyon gyakori alkalmazás a háromfázisú motor beépítése az egyfázisú hálózatba.

A fém-papír kondenzátorokban a lemezek szerepét a legvékonyabb fémréteg végzi, amelyet vákuumban permeteznek egy ugyanazon alumínium kondenzátorpapírra. A kondenzátorok tervezése megegyezik a papíréval, azonban a méretek sokkal kisebbek. Mindkét típus hatóköre nagyjából megegyezik: DC, pulzáló és váltakozó áramú áramkörök.

A papír és a papírkondenzátorok tervezése a kapacitáson túlmenően jelentős induktivitást biztosít ezeknek a kondenzátoroknak. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a papírkondenzátor bizonyos frekvencián rezonáns oszcillációs áramkörré válik. Ezért az ilyen kondenzátorokat csak legfeljebb 1 MHz frekvencián használják. Az 1. ábra a Szovjetunióban gyártott papírt és papírkondenzátorokat mutatja.

1. ábra Papír és papírkondenzátorok váltakozó áramú áramkörökhöz

Az ősi fém-papír kondenzátorok tulajdonsága az volt, hogy a gyógyulás után öngyógyulnak. Ezek MBG és MBGCH típusú kondenzátorok voltak, de most a K10 vagy K73 típusú kerámia vagy szerves dielektrikussal ellátott kondenzátorok váltották fel őket.

Bizonyos esetekben, például az analóg tárolóeszközökben vagy más módon a mintavételi-tároló eszközökben (SEC), a kondenzátorokra különös követelmények vonatkoznak, különösen alacsony szivárgási áramra. Ezután kondenzátorok kerülnek mentésre, amelyek dielektrikái nagy ellenállású anyagokból készülnek. Mindenekelőtt ezek a fluoroplasztikus, polisztirol és polipropilén kondenzátorok.Kissé alacsonyabb szigetelési ellenállás a csillám-, kerámia- és polikarbonát-kondenzátorokban.

Ugyanezek a kondenzátorok használhatók impulzusos áramkörökben, amikor nagy stabilitásra van szükség. Mindenekelőtt különféle késleltetések, meghatározott időtartamú impulzusok kialakítására, valamint a különböző generátorok működési frekvenciájának beállítására.

Annak érdekében, hogy az áramköri idő paraméterei még stabilabbak legyenek, bizonyos esetekben ajánlott megnövelt üzemi feszültségű kondenzátorok használata: semmi baj az, ha 400 vagy akár 630 V üzemi feszültségű kondenzátort telepítünk egy 12 V áramkörbe. Egy ilyen kondenzátor természetesen több helyet foglal el, de az egész áramkör egészének stabilitása szintén növekszik.

A kondenzátorok elektromos kapacitását F (F) -ben mérjük, de ez az érték nagyon nagy. Elegendő azt mondani, hogy a földgömb kapacitása nem haladja meg az 1F-t. Mindenesetre pontosan ezt írják a fizika tankönyvei. 1 Farad az a kapacitás, amelyen 1 medálra számítva q töltés esetén a kondenzátorlemezek potenciálkülönbsége (feszültség) 1 V.

Az elmondottakból következik, hogy a Farada nagyon nagy érték, ezért a gyakorlatban gyakrabban használnak kisebb egységeket: mikrofaradok (μF, μF), nanofaradok (nF, nF) és pikofaradok (pF, pF). Ezeket az értékeket frakcionált és többszörös előtagok felhasználásával kapjuk meg, amelyeket a 2. ábra táblázatában mutatunk be.

2. ábra

A modern alkatrészek egyre kisebbek, tehát nem mindig lehet teljes jelölést rárakni, egyre inkább különféle szimbólumrendszereket használnak. Mindezen rendszerek táblázatok és magyarázatok formájában megtalálhatók az interneten. Az SMD rögzítésre tervezett kondenzátorokon általában nincs jel. Paramétereik a csomagoláson olvashatók.

A kondenzátorok viselkedésének megismerése érdekében a váltakozó áramú áramkörökben javasolunk néhány egyszerű kísérletet. Ugyanakkor a kondenzátorokra nincs külön követelmény. A leggyakoribb papír vagy papírkondenzátorok nagyon alkalmasak.

A kondenzátorok váltakozó áramot vezetnek

Ennek első kézből történő ellenőrzéséhez elegendő a 3. ábrán bemutatott egyszerű rajz összeállítása.

3. ábra

Először be kell kapcsolnia a lámpát a párhuzamosan csatlakoztatott C1 és C2 kondenzátorokon keresztül. A lámpa világít, de nem túl fényesen. Ha most hozzáadunk egy másik C3 kondenzátort, akkor a lámpa lumineszcenciája jelentősen növekszik, ami azt jelzi, hogy a kondenzátorok ellenállnak a váltakozó áram áthaladásának. Sőt, párhuzamos kapcsolat, azaz kapacitásnövekedés, ez az ellenállás csökken.

Ennélfogva a következtetés: minél nagyobb a kapacitás, annál kisebb a kondenzátor ellenállása a váltakozó áram áthaladásával szemben. Ezt az ellenállást kapacitívnak nevezzük, és a képletekben Xc-nek nevezzük. Az Xc az áram frekvenciájától is függ, minél magasabb, annál kevesebb Xc. Erről később lesz szó.

Egy másik tapasztalat elvégezhető egy villamosenergia-fogyasztásmérő használatával, miután korábban minden fogyasztót leválasztottak. Ehhez párhuzamosan csatlakoztasson három 1 μF-os kondenzátort, és csak dugja be őket a konnektorba. Természetesen rendkívül óvatosnak kell lennie, vagy akár meg kell forrasztania egy szabványos dugót a kondenzátorokhoz. A kondenzátorok üzemi feszültségének legalább 400 V-nak kell lennie.

Ez a csatlakozás után elegendő egyszerűen megfigyelni a mérőt, hogy megbizonyosodjon arról, hogy áll-e, bár becslések szerint egy ilyen kondenzátor ellenállása egyenértékű egy kb. 50 W teljesítményű izzólámpával. A kérdés az, hogy miért nem forog a pult? Ezt a következő cikkben is tárgyaljuk.

Boris Aladyshkin