Какво е въздушен кондензатор: верига, работа и приложенията му

Какво е въздушен кондензатор: верига, работа и приложенията му

А променлив кондензатор е един вид кондензатор, който има променлива стойност на капацитета. Това кондензатор включва две плочи, където зоната между тези плочи просто се регулира за промяна на капацитета на кондензатора. Тези кондензатори се предлагат в два вида въздушен кондензатор и тримерен кондензатор. Обикновено тези кондензатори се използват особено в LC вериги за настройка на честотата в радиостанции. Така че тази статия обсъжда преглед на един от видовете променливи кондензатори като въздушен кондензатор – работа и нейните приложения.




Какво е въздушен кондензатор?

Ан Определение на въздушен кондензатор е кондензатор, който използва въздух като диелектрична среда. Този кондензатор може да бъде проектиран във форма с фиксиран или променлив капацитет. Типът с фиксиран капацитет не се използва често, защото има различни видове кондензатори налични с превъзходни характеристики, докато типът с променлив капацитет се използва по-често поради простата им конструкция.

  Въздушен кондензатор
Въздушен кондензатор

Въздушните кондензатори обикновено се правят с два комплекта полукръгли метални пластини, които са разделени през въздух диелектричен материал . В тези метални пластини единият комплект е постоянен, а другият комплект е свързан към вал, който позволява на оператора да завърти модула, за да промени капацитета, когато е необходимо. Когато припокриването между две метални пластини е по-голямо, капацитетът е по-висок. Така че условието за най-висок капацитет се постига, когато припокриването между двата комплекта метални пластини е максимално, докато условието за най-нисък капацитет се постига, когато няма припокриване. За по-добър контрол на капацитета, по-фина настройка и повишена прецизност се използват редукторни механизми.





Въздушните кондензатори имат малка стойност на капацитета, която варира от 100 pF – 1 nF, докато работното напрежение варира от 10 до 1000 V. Пробивното напрежение на диелектрика е по-малко, така че електрическият пробив ще се промени в кондензатора, така че това може да доведе до дефектна работа на въздушния кондензатор.

Конструкция на въздушен кондензатор и неговата работа

Регулируемият кондензатор като въздушен кондензатор включва поредица от полукръгли, въртящи се алуминиеви плочи на върха на централен вал, разположен между еднакво разположен набор от фиксирани алуминиеви плочи. Този кондензатор има пробит отвор в центъра си, за да премине контролен прът. За да се контролира този прът, алтернативните дискове са свързани, за да го минават свободно през другите, което означава, че комплектът дискове е разделен ефективно на две групи, които заедно образуват двете пластини на кондензатора.



  Конструкция на въздушен кондензатор
Конструкция на въздушен кондензатор

След като дисковете на кондензатора са в полукръгла форма, след това завъртането на подвижния комплект кара количеството, в което двете групи се припокриват, да се промени до цялата площ на плочата. Когато капацитетът на този кондензатор зависи от цялата площ на неговата пластина, тогава промяната в областта може да причини еквивалентна промяна в капацитета на компонента, така че на оператора е позволено да променя стойността на компонента по желание.

Когато движещите се алуминиеви плочи се завъртат, степента на припокриване между статичните и движещите се плочи ще се промени. Въздухът между тези комплекти плочи работи като ефективен диелектрик, който изолира комплектите един от друг. Когато капацитетът на кондензатора зависи от общия размер на плочата, тогава тази настройка просто позволява да се регулира стойността на въздушния кондензатор.

Верига на въздушен кондензатор

Схемата на простия въздушен кондензатор е показана по-долу. Този кондензатор използва въздух като диелектрик и е проектиран чрез използване на две метализирани фолиа или метални пластини, свързани успоредно на известно разстояние една от друга. Кондензаторите съхраняват енергията под формата на електрически заряд върху плочите.

  Верига на въздушен кондензатор
Верига на въздушен кондензатор

След като се приложи напрежение към въздушен кондензатор за измерване на заряда на двете плочи, тогава съотношението на заряда „Q“ към напрежението „V“ ще осигури стойността на капацитета за кондензатора, като по този начин се дава като C = Q/V. Това уравнение може също да бъде написано, за да предостави формулата за измерване на количеството заряд на двете плочи като Q = C x V.

След като в кондензатора се подаде електрически ток, той се зарежда, като по този начин електростатичното поле ще стане много по-силно, защото съхранява повече енергия между двете плочи.

По същия начин, когато токът изтича от въздушния кондензатор, потенциалната разлика между тези две плочи ще намалее и електростатичното поле намалява, когато електрическата енергия се отдалечи от плочите. Така че капацитетът е едно от свойствата на кондензатор, който се използва за съхраняване на електрически заряд върху двете му плочи под формата на електростатично поле.

Пропускливост на въздушен кондензатор

Диелектричната проницаемост може да се определи като свойство на всеки материал, в противен случай средата, използвана за измерване на съпротивлението, предлагано срещу образуване на електрическо поле. Обозначава се с гръцката буква „ϵ“ (епсилон) и мерната му единица е F/m или фарад на метър.

Ако разгледаме кондензатор, който включва две плочи, които са разделени на разстояние „d“, диелектричната среда като въздух се използва между тези две плочи. Между двете пластини на кондензатора присъстват молекули, които образуват електрически диполни моменти. Електрическият дипол означава двойка противоположни и еднакви заряди. Например, една молекула включва положителен заряд в единия край и отрицателен заряд в другия край, които са разделени на известно разстояние, както е показано на следващата фигура.

  Въздушен кондензатор с молекули
Въздушен кондензатор с молекули

В следващата диаграма молекулите обикновено са подредени на случаен принцип в пластините на кондензатора. След като приложим външно електрическо поле към тези плочи, молекулите в кондензатора се подреждат по по-добър начин, който е известен като поляризуемост. И така, техният диполен момент генерира собствено електрическо поле. Това електрическо поле се противопоставя на външно приложеното електрическо поле, като по този начин става като подобен полюс на два магнита, които продължават да се съпротивляват един на друг.

  Кондензатор с електрическо поле
Кондензатор с електрическо поле

Когато молекулите се подредят или се поляризират повече, те се противопоставят на външното електрическо поле, което наричаме диэлектрическа проницаемост. Тук диелектричната проницаемост измерва съпротивлението, предлагано от материала или средата на външно електрическо поле.

Ако диелектричната проницаемост на средата е по-висока, тогава молекулите на тази среда се поляризират по-добре и по този начин предлагат по-голяма устойчивост на външното електрическо поле. По същия начин, ако диелектричната проницаемост на средата е ниска, тогава молекулите слабо се поляризират, така че те предлагат по-малко съпротивление на външното електрическо поле.

Диелектричната проницаемост не е постоянна, така че варира в зависимост от различни фактори като температура, влажност, тип среда, честота на полето, сила на електрическото поле и др.

Диелектричната проницаемост играе важна роля при определяне на капацитета на кондензатора. И така, капацитетът на кондензатор с паралелна пластина се изчислява от

C = ϵ x A/d

Където,

„А“ е площта на една плоча.

„d“ е разстоянието между две пластини на кондензатора.

„ϵ“ е диелектричната проницаемост на средата между двете пластини на кондензатора.

Ако наблюдавате следните кондензатори, диелектричната проницаемост може ясно да повлияе на капацитета на кондензатора.
В следните два кондензатора диелектрикът, използван в левия кондензатор, е въздух. Така че относителната диелектрична проницаемост на този въздушен кондензатор е малко > 1, т.е. 1,0006.

  Диелектрична проницаемост на кондензаторите
Диелектрична проницаемост на кондензаторите

По същия начин, във втория кондензатор, използваният диелектрик е стъкло. Така че диелектричната проницаемост на този кондензатор е приблизително 4,9 до 7,5. Така че, в сравнение с въздушен кондензатор, кондензатор със стъклен диелектрик има висока диелектрична проницаемост.

Така че материалът с по-малка диелектрична проницаемост ще осигури по-малък капацитет, а материалът с по-висока диелектрична проницаемост ще осигури висок капацитет. По този начин диелектричната проницаемост играе основна роля при определянето на стойността на капацитета.

Характеристики

Характеристиките на въздушния кондензатор включват следното.

  • Въздушните кондензатори са неполярни, което означава, че тези кондензатори могат да се използват безопасно в променливотокови приложения, докато не бъде превишено най-високото номинално напрежение.
  • Тези кондензатори имат малък капацитет, който варира между 100pF и 1nF.
  • Максималното работно напрежение зависи главно от физическите размери на кондензатора.
  • Високото работно напрежение изисква пространството между две плочи да е достатъчно, за да се избегне електрическият пробив на въздуха.
  • Диелектричната якост на въздуха е по-малка от тази на много други материали, което прави тези кондензатори неподходящи за високо напрежение.

Предимства

The предимства на въздушните кондензатори включват следното.

  • Той има по-малък ток на утечка, което означава, че работните загуби в този кондензатор са минимални, особено ако влажността не е висока.
  • Изолационното съпротивление е високо.
  • Добра стабилност.
  • Те имат по-малко напрежение на пробив.
  • Коефициентът на разсейване е нисък.

The недостатъци на въздушните кондензатори включват следното.

  • Въздушните кондензатори се предлагат в големи размери.
  • Тези кондензатори имат по-малък капацитет.
  • Тези са скъпи.
  • Той заема повече място в сравнение с други кондензатори.

Приложения

The приложения на въздушни кондензатори включват следното.

  • Този кондензатор обикновено се използва в резонансни LC вериги, които се нуждаят от промени в капацитета. Тези
  • схемите включват радио тунери, честотни миксери и компоненти за съгласуване на импеданс за антенни тунери.
  • Те се използват обикновено, когато е необходим регулируем капацитет като резонансни вериги.
  • Този кондензатор се използва за настройка на радио вериги, а също и във вериги, където са необходими по-малко загуби.

Така че това е общ преглед на въздуха кондензатор - работещ с приложения. Тези кондензатори са направени от алуминий и работят добре в много силни магнитни полета. Ето един въпрос към вас, какво е диелектрик в кондензатор?