Condensatoren voor elektrische AC-installaties

In het artikel "Condensatoren: doel, apparaat, werkingsprincipe" Er werd verteld over elektrolytische condensatoren. Ze worden voornamelijk gebruikt in DC-circuits, als filtercapaciteiten in gelijkrichters. Ze kunnen ook niet zonder ontkoppeling van voedingscircuits van transistorcascades, stabilisatoren en transistorfilters. Bovendien staan ​​ze, zoals in het artikel werd gezegd, geen gelijkstroom toe, maar willen ze niet werken op wisselstroom.

Er bestaan ​​niet-polaire condensatoren voor wisselstroomcircuits en veel van hun typen geven aan dat de bedrijfsomstandigheden zeer divers zijn. In die gevallen waarin een hoge stabiliteit van parameters vereist is en de frequentie hoog genoeg is, worden lucht- en keramische condensatoren gebruikt.

De parameters van dergelijke condensatoren zijn onderhevig aan verhoogde eisen. Allereerst is dit een hoge nauwkeurigheid (lage tolerantie), evenals een onbeduidende temperatuurcoëfficiënt van TKE-capaciteit. In de regel worden dergelijke condensatoren in de oscillerende circuits van de ontvangende en zendende radioapparatuur geplaatst.

Als de frequentie klein is, bijvoorbeeld de frequentie van het verlichtingsnetwerk of de frequentie van het geluidsbereik, is het heel goed mogelijk om papier en papiercondensatoren te gebruiken.

Diëlektrische condensatoren van papier zijn bedekt met een dunne metaalfolie, meestal aluminium. De dikte van de platen varieert tussen 5 ... 10 μm, afhankelijk van het ontwerp van de condensator. Een diëlektricum van condensatorpapier geïmpregneerd met een isolerende samenstelling is ingebed tussen de platen.

Om de bedrijfsspanning van de condensator te verhogen, kan het papier in verschillende lagen worden gelegd. Dit hele pakket is gedraaid als een tapijt en in een ronde of rechthoekige doos geplaatst. In dit geval worden natuurlijk conclusies getrokken uit de platen, en het geval van een dergelijke condensator is met niets verbonden.

Papiercondensatoren worden gebruikt in laagfrequente circuits met hoge bedrijfsspanningen en significante stromen. Een van deze veel voorkomende toepassingen is de opname van een driefasige motor in een eenfasig netwerk.

In metaal-papier condensatoren wordt de rol van platen gespeeld door een dunne laag metaal die in vacuüm op een condensatorpapier wordt gespoten, allemaal van hetzelfde aluminium. Het ontwerp van de condensatoren is hetzelfde als het papier, maar de afmetingen zijn veel kleiner. De reikwijdte van beide typen is ongeveer hetzelfde: DC, pulserende en wisselstroomcircuits.

Het ontwerp van papier- en metaalpapiercondensatoren biedt deze condensatoren naast capaciteit een aanzienlijke inductie. Dit leidt ertoe dat de papiercondensator op een bepaalde frequentie verandert in een resonerend oscillerend circuit. Daarom worden dergelijke condensatoren alleen gebruikt bij frequenties van niet meer dan 1 MHz. Figuur 1 toont papier en papiercondensatoren geproduceerd in de USSR.

Figuur 1 Papier en papiercondensatoren voor wisselstroomcircuits

Oude metaal-papier condensatoren hadden de eigenschap van zelfherstel na uitval. Dit waren condensatoren van het type MBG en MBGCH, maar nu werden ze vervangen door condensatoren met een keramisch of organisch diëlektricum van het type K10 of K73.

In sommige gevallen, bijvoorbeeld in analoge opslagapparaten, of op een andere manier, bemonstering-opslagapparaten (SEC), worden speciale eisen gesteld aan condensatoren, in het bijzonder lage lekstroom. Dan komen condensatoren te hulp, waarvan de diëlektrica zijn gemaakt van materialen met een hoge weerstand. Allereerst zijn dit fluoroplastische, polystyreen en polypropyleen condensatoren.Iets lagere isolatieweerstand in condensatoren van mica, keramiek en polycarbonaat.

Dezelfde condensatoren worden gebruikt in gepulseerde circuits wanneer hoge stabiliteit vereist is. Allereerst voor het vormen van verschillende vertragingen, pulsen van een bepaalde duur, evenals voor het instellen van de werkfrequenties van verschillende generatoren.

Om de circuittijdsparameters nog stabieler te maken, wordt in sommige gevallen aanbevolen om condensatoren met een verhoogde bedrijfsspanning te gebruiken: er is niets mis met het installeren van een condensator met een bedrijfsspanning van 400 of zelfs 630V in een 12V-circuit. Een dergelijke condensator zal natuurlijk meer plaatsen innemen, maar de stabiliteit van het hele circuit als geheel zal ook toenemen.

De elektrische capaciteit van condensatoren wordt gemeten in Farads F (F), maar deze waarde is erg groot. Het volstaat te zeggen dat de capaciteit van de wereld niet groter is dan 1F. In elk geval is dit precies wat er in de natuurboeken staat. 1 Farad is de capaciteit waarbij, met een lading van q per 1 pendel, het potentiaalverschil (spanning) op de condensatorplaten 1V is.

Uit wat zojuist is gezegd, is Farada een zeer grote waarde, daarom worden in de praktijk vaker kleinere eenheden gebruikt: microfarads (μF, μF), nanofarads (nF, nF) en picofarads (pF, pF). Deze waarden worden verkregen met fractionele en meerdere prefixen, die worden weergegeven in de tabel in figuur 2.

Figuur 2

Moderne onderdelen worden kleiner, daarom is het niet altijd mogelijk om er volledige markeringen op te zetten, steeds meer gebruiken ze verschillende symbolen. Al deze systemen in de vorm van tabellen en verklaringen daarvoor zijn te vinden op internet. Op condensatoren die zijn ontworpen voor SMD-montage, zijn er meestal helemaal geen tekenen. Hun parameters zijn af te lezen op de verpakking.

Om erachter te komen hoe de condensatoren zich gedragen in AC-circuits, wordt voorgesteld om enkele eenvoudige experimenten uit te voeren. Tegelijkertijd zijn er geen speciale vereisten voor condensatoren. Het meest voorkomende papier of papiercondensatoren zijn behoorlijk geschikt.

Condensatoren geleiden wisselstroom

Om dit uit de eerste hand te verifiëren, volstaat het om een ​​eenvoudig diagram in figuur 3 te monteren.

Figuur 3

Eerst moet u de lamp inschakelen via condensatoren C1 en C2 die parallel zijn aangesloten. De lamp gloeit, maar niet erg fel. Als we nu een andere condensator C3 toevoegen, zal de luminescentie van de lamp aanzienlijk toenemen, wat aangeeft dat de condensatoren de doorgang van wisselstroom weerstaan. Bovendien is een parallelle verbinding, d.w.z. toename van de capaciteit, deze weerstand vermindert.

Vandaar de conclusie: hoe groter de capaciteit, hoe lager de weerstand van de condensator tegen de doorgang van wisselstroom. Deze weerstand wordt capacitief genoemd en wordt in de formules Xc genoemd. Xc hangt ook af van de frequentie van de stroom, hoe hoger deze is, hoe minder Xc. Dit zal later worden besproken.

Een andere ervaring kan worden gedaan met behulp van een elektriciteitsmeter, nadat alle verbruikers eerder zijn losgekoppeld. Om dit te doen, moet u parallel drie condensatoren van 1 μF aansluiten en deze gewoon in een stopcontact steken. Natuurlijk moet je uiterst voorzichtig zijn, of zelfs een standaardstekker aan de condensatoren solderen. De bedrijfsspanning van de condensatoren moet minimaal 400V zijn.

Na deze verbinding is het voldoende om de meter eenvoudig te observeren om ervoor te zorgen dat hij stilstaat, hoewel geschat wordt dat een dergelijke condensator equivalent is in weerstand tegen een gloeilamp met een vermogen van ongeveer 50W. De vraag is, waarom draait de teller niet? Dit wordt ook in het volgende artikel besproken.

Boris Aladyshkin