Sähkökondensaattori on laite, joka voi varastoida varauksen ja energian sähkökentästä. Pohjimmiltaan se koostuu johtimien (levyjen) parista, jotka on erotettu eristekerroksella. Eristeen paksuus on aina paljon pienempi kuin levyjen koko. Sähköisissä vastaavissa piireissä kondensaattori on merkitty kahdella pystysuoralla rinnakkaisella segmentillä (II).
Perussuureet ja mittayksiköt
On olemassa useita perussuureita, jotka määrittelevät kondensaattorin. Yksi niistä on sen kapasiteetti (latinalainen kirjain C) ja toinen on käyttöjännite (latinalainen U). Sähköinen kapasiteetti (tai yksinkertaisesti kapasitanssi) SI-järjestelmässä mitataan faradeina (F). Lisäksi kapasitanssin yksikkönä 1 faradia - tämä on paljon - ei käytetä käytännössä koskaan. Esimerkiksi maapallon sähkövaraus on vain 710 mikrofaradia. Siksi kondensaattoreiden sähköinen kapasitanssi mitataan useimmissa tapauksissa faradista johdetuina suureina: pikofaradeina (pF) hyvin pienellä kapasitanssiarvolla (1 pF=1/106µF), mikrofaradeissa (µF) riittävän suurella arvollaan (1 uF=1/106 F). Sähkökapasiteetin laskemiseksi se on välttämätöntäjaa levyjen väliin kertynyt varaus niiden välisen potentiaalieron moduulilla (jännite kondensaattorin yli). Kondensaattorin varaus on tässä tapauksessa kyseessä olevan laitteen yhdelle levylle kerääntyvä varaus. Laitteen kahdella johtimella ne ovat moduuliltaan identtisiä, mutta eroavat etumerkiltä, joten niiden summa on aina nolla. Kondensaattorin varaus mitataan kuloneina (C), ja sitä merkitään kirjaimella Q.
Sähkölaitteen jännite
Yksi harkitsemamme laitteen tärkeimmistä parametreista on läpilyöntijännite - kondensaattorin kahden johtimen välinen potentiaaliero, joka johtaa dielektrisen kerroksen sähköiseen hajoamiseen. Suurin jännite, jolla laite ei hajoa, määräytyy johtimien muodon, eristeen ominaisuuksien ja sen paksuuden mukaan. Käyttöolosuhteita, joissa sähkölaitteen levyjen jännite on lähellä läpilyöntijännitettä, ei voida hyväksyä. Kondensaattorin normaali käyttöjännite on useita kertoja pienempi kuin läpilyöntijännite (kaksi-kolme kertaa). Siksi valitessasi kiinnitä huomiota nimellisjännitteeseen ja kapasitanssiin. Useimmissa tapauksissa näiden määrien arvo ilmoitetaan itse laitteessa tai passissa. Kondensaattorin liittäminen verkkoon nimellisjännitteen ylittävälle jännitteelle uhkaa rikkoutua, ja kapasitanssiarvon poikkeama nimellisarvosta voi johtaa korkeampien harmonisten vapautumiseen verkkoon ja laitteen ylikuumenemiseen.
Kondensaattorien ulkonäkö
Kondensaattorien suunnittelu voi ollamonipuolisin. Se riippuu laitteen sähkökapasiteetin arvosta ja sen tarkoituksesta. Ulkoiset tekijät eivät saa vaikuttaa tarkasteltavana olevan laitteen parametreihin, joten levyt on muotoiltu siten, että sähkövarausten synnyttämä sähkökenttä keskittyy pieneen väliin kondensaattorin johtimien väliin. Siksi ne voivat koostua kahdesta samankeskisestä pallosta, kahdesta litteästä levystä tai kahdesta koaksiaalisesta sylinteristä. Siksi kondensaattorit voivat olla sylinterimäisiä, pallomaisia ja litteitä johtimien muodosta riippuen.
pysyvät kondensaattorit
Sähkökapasitanssin muutoksen luonteen mukaan kondensaattorit jaetaan laitteisiin, joissa on vakio, muuttuva kapasiteetti tai trimmerit. Tarkastellaanpa kutakin näistä tyypeistä tarkemmin. Kiinteitä kondensaattoreita ovat laitteet, joiden kapasitanssi ei muutu toiminnan aikana, eli se on vakio (kapasitanssiarvo voi silti vaihdella hyväksytyissä rajoissa lämpötilasta riippuen). On myös sähkölaitteita, jotka muuttavat sähkökapasiteettiaan käytön aikana, niitä kutsutaan muuttujiksi.
Mistä kondensaattorin C riippuu
Sähkökapasiteetti riippuu sen johtimien pinta-alasta ja niiden välisestä etäisyydestä. Näitä asetuksia voi muuttaa usealla eri tavalla. Harkitse kondensaattoria, joka koostuu kahden tyyppisistä levyistä: liikkuvista ja kiinteistä. Liikkuvat levyt liikkuvat suhteessa kiinteisiin levyihin, minkä seurauksena kondensaattorin kapasitanssi muuttuu. Muuttuvia analogeja käytetään analogin säätämiseenlaitteet. Lisäksi kapasiteettia voidaan muuttaa käytön aikana. Trimmerin kondensaattoreita käytetään useimmissa tapauksissa tehdaslaitteiden virittämiseen, esimerkiksi kapasitanssin valitsemiseen empiirisesti, kun laskeminen on mahdotonta.
Kondensaattori piirissä
Kyseinen laite DC-piirissä johtaa virtaa vain sillä hetkellä, kun se on kytketty verkkoon (tässä tapauksessa laite ladataan tai ladataan lähdejännitteeseen). Kun kondensaattori on latautunut täyteen, sen läpi ei kulje virtaa. Kun laite on kytketty vaihtovirtapiiriin, sen purkamis- ja latausprosessit vuorottelevat keskenään. Niiden vuorottelujakso on yhtä suuri kuin käytetyn sinimuotoisen jännitteen värähtelyjakso.
Kondensaattorien ominaisuudet
Kondensaattori voi elektrolyytin tilasta ja materiaalista, josta se koostuu, olla kuiva, nestemäinen, oksidipuolijohde, oksidi-metalli. Nestekondensaattorit ovat hyvin jäähdytettyjä, nämä laitteet voivat toimia merkittävissä kuormissa ja niillä on niin tärkeä ominaisuus kuin dielektrinen itsekorjautuminen rikkoontumisen aikana. Tarkastetuilla kuivatyyppisillä sähkölaitteilla on melko yksinkertainen rakenne, hieman pienempi jännitehäviö ja vuotovirta. Tällä hetkellä kuivakoneet ovat suosituimpia. Elektrolyyttikondensaattorien tärkein etu on niiden edullinen hinta, pieni koko ja suuri sähkökapasiteetti. Oksidianalogit ovat polaarisia (virheellinen kytkentä johtaa häiriöihin).
Yhdistäminen
Kondensaattori kytketään tasavirtapiiriin seuraavasti: Virtalähteen plus (anodi) on kytketty elektrodiin, joka on päällystetty oksidikalvolla. Tämän vaatimuksen noudattamatta jättäminen voi johtaa dielektrisen hajoamiseen. Tästä syystä nestekondensaattorit on kytkettävä piiriin, jossa on vaihtovirtalähde, joka yhdistää kaksi identtistä osaa vastakkaiseen sarjaan. Tai levitä oksidikerros molemmille elektrodeille. Siten saadaan ei-polaarinen sähkölaite, joka toimii verkoissa sekä tasa- että sinivirralla. Mutta molemmissa tapauksissa tuloksena oleva kapasitanssi tulee puoleen niin paljon. Yksinapaiset sähkökondensaattorit ovat suuria, mutta ne voidaan sisällyttää vaihtovirtapiireihin.
Kondensaattorien pääsovellus
Sana "kondensaattori" kuuluu eri teollisuusyritysten ja suunnittelulaitosten työntekijöiltä. Käsiteltyään toimintaperiaatetta, ominaisuuksia ja fyysisiä prosesseja, selvitämme, miksi kondensaattoreita tarvitaan esimerkiksi tehonsyöttöjärjestelmissä? Näissä järjestelmissä akkuja käytetään laaj alti rakentamisessa ja jälleenrakentamisessa teollisuusyrityksissä kompensoimaan RFC:n loistehoa (verkon purkaminen ei-toivotuilta ylivuodoilta), mikä vähentää sähkökustannuksia, säästää kaapelituotteissa ja toimittaa laadukkaampaa sähköä kuluttajalle.. Loisteholähteiden (Q) tehon, menetelmän ja kytkentäpaikan optimaalinen valinta sähkövoimajärjestelmien verkoissa (EPS) tarjoaamerkittävä vaikutus EPS:n taloudelliseen ja tekniseen suorituskykyyn. KRM:ää on kahta tyyppiä: poikittais- ja pituussuuntainen. Poikittaiskompensoinnilla kondensaattoriparistot kytketään sähköaseman virtakiskoihin rinnan kuorman kanssa ja niitä kutsutaan shuntiksi (SHBK). Pitkittäiskompensoinnilla akut sisältyvät sähköjohdon katkaisuun ja niitä kutsutaan SPC:ksi (pitkittäiskompensointilaitteiksi). Akut koostuvat yksittäisistä laitteista, jotka voidaan kytkeä eri tavoin: kondensaattoreita, jotka on kytketty sarjaan tai rinnan. Kun sarjaan kytkettyjen laitteiden määrä kasvaa, jännite kasvaa. APC:tä käytetään myös tasaamaan kuormia vaiheittain, lisäämään kaari- ja malmilämpöuunien tuottavuutta ja tehokkuutta (kun APC kytketään päälle erityisten muuntajien kautta).
Yli 110 kV jännitteisten voimansiirtolinjojen vastaavissa piireissä kapasitiivinen johtaminen maahan on merkitty kondensaattoreiksi. Johdon tehonsyöttö johtuu eri vaiheiden johtimien välisestä kapasitanssista sekä vaihejohtimen ja maan muodostamasta kapasitanssista. Siksi verkon toimintatilojen, voimansiirtolinjojen parametrien laskemiseen ja sähköverkon vauriokohtien määrittämiseen käytetään kondensaattorin ominaisuuksia.
Lisää hakemuksia
Tämä termi kuuluu myös rautatietyöntekijöiltä. Miksi he tarvitsevat kondensaattoreita? Sähkövetureissa ja dieselvetureissa näitä laitteita käytetään vähentämään sähkölaitteiden koskettimien kipinöintiä, tasoittamaan tasasuuntaajien synnyttämää pulssivirtaa.katkaisijoita sekä luoda symmetrisen sinimuotoisen jännitteen sukupolvi, jota käytetään sähkömoottoreiden tehostamiseen.
Tämä sana kuuluu kuitenkin useimmiten radioamatöörin huulilta. Miksi hän tarvitsee kondensaattoreita? Radiotekniikassa niitä käytetään korkeataajuisten sähkömagneettisten värähtelyjen luomiseen, ne ovat osa tasoitussuodattimia, teholähteitä, vahvistimia ja painettuja piirilevyjä.
Jokaisen autoilijan hansikaslokerosta löytyy pari tällaista sähkölaitetta. Miksi autoon tarvitaan kondensaattoreita? Siellä niitä käytetään akustisten järjestelmien vahvistuslaitteissa korkealaatuisen äänentoiston aikaansaamiseksi.
