Što je zračni kondenzator: strujni krug, rad i njegove primjene

A promjenjivi kondenzator je jedna vrsta kondenzatora koji ima promjenjivu vrijednost kapaciteta. Ovaj kondenzator uključuje dvije ploče gdje je područje između tih ploča jednostavno podešeno za promjenu kapaciteta kondenzatora. Ovi kondenzatori su dostupni u dvije vrste zračni kondenzator i trimer kondenzator. Općenito, ovi se kondenzatori koriste posebno u LC sklopovi za podešavanje frekvencije unutar radija. Dakle, ovaj članak raspravlja o pregledu jedne od vrsta promjenjivih kondenzatora kao što je zračni kondenzator – rad i njegove primjene.

Što je zračni kondenzator?

An Definicija zračnog kondenzatora je kondenzator koji koristi zrak kao dielektrični medij. Ovaj kondenzator može biti dizajniran u obliku fiksnog ili promjenjivog kapaciteta. Tip fiksnog kapaciteta ne koristi se često jer postoje različiti vrste kondenzatora dostupni s vrhunskim karakteristikama, dok se vrsta promjenjivog kapaciteta češće koristi zbog svoje jednostavne konstrukcije.

Zračni kondenzatori općenito se izrađuju s dva seta polukružnih metalnih ploča koje su odvojene zračnim otvorom. dielektrični materijal . U ovim metalnim pločama, jedan set je trajan, a drugi set je spojen na osovinu koja omogućuje operateru da okreće sklop kako bi promijenio kapacitet kada je to potrebno. Kad je preklapanje između dvije metalne ploče veće, kapacitet je veći. Dakle, najviši uvjet kapacitivnosti postignut je kada je preklapanje između dva seta metalnih ploča maksimalno, dok je uvjet najnižeg kapaciteta postignut kada nema preklapanja. Za bolju kontrolu kapacitivnosti, finije ugađanje i povećanu preciznost koriste se reduktorski mehanizmi.

Zračni kondenzatori imaju malu vrijednost kapaciteta koja se kreće od 100 pF – 1 nF, dok je radni napon u rasponu od 10 do 1000 V. Probojni napon dielektrika je manji pa će se električni proboj promijeniti unutar kondenzatora pa to može dovesti do neispravnog rada zračnog kondenzatora.

Konstrukcija zračnog kondenzatora i njegov rad

Podesivi kondenzator poput zračnog kondenzatora uključuje niz polukružnih, rotirajućih aluminijskih ploča na vrhu središnjeg vratila raspoređenih između jednako razmaknutog niza fiksnih aluminijskih ploča. Ovaj kondenzator ima izbušenu rupu u središtu kroz koju prolazi kontrolna šipka. Za kontrolu ove šipke, alternativni diskovi su spojeni da slobodno prolaze kroz ostale, što znači da je skup diskova učinkovito odvojen u dvije grupe koje zajedno tvore dva pločasta područja kondenzatora.

Jednom kada su diskovi kondenzatora u polukružnom obliku, okretanjem pokretnog seta mijenja se količina u kojoj se dvije skupine preklapaju na cijelo područje ploče. Kada kapacitet ovog kondenzatora ovisi o njegovoj cijeloj površini ploče, tada promjena unutar područja može uzrokovati ekvivalentnu promjenu unutar kapaciteta komponente, tako da je operateru dopušteno mijenjati vrijednost komponente po želji.

Kada se pokretne aluminijske ploče okreću, promijenit će se i količina preklapanja između statičnih i pokretnih ploča. Zrak između ovih skupova ploča djeluje poput učinkovitog dielektrika koji izolira skupove jedne od drugih. Kada kapacitet kondenzatora ovisi o međusobnoj veličini ploča, tada ovo podešavanje jednostavno omogućuje podešavanje vrijednosti zračnog kondenzatora.

Krug zračnog kondenzatora

Jednostavan krug zračnog kondenzatora prikazan je dolje. Ovaj kondenzator koristi zrak kao dielektrik i dizajniran je pomoću dvije metalizirane folije ili metalnih ploča spojenih paralelno na određenoj udaljenosti jedna od druge. Kondenzatori pohranjuju energiju u obliku električnog naboja na pločama.

Nakon što se napon primijeni na zračni kondenzator za mjerenje naboja na dvije ploče, tada će omjer 'Q' naboja i 'V' napona dati vrijednost kapacitivnosti za kondenzator, stoga je dana kao C = Q/V. Ova se jednadžba također može napisati da bi se dobila formula za mjerenje količine naboja na dvije ploče kao što je Q = C x V.

Nakon što se električna struja dovede u kondenzator, on se puni, tako da će elektrostatsko polje postati vrlo jače jer pohranjuje više energije između dvije ploče.

Slično, kada struja istječe iz zračnog kondenzatora tada će se potencijalna razlika između ove dvije ploče smanjiti, a elektrostatsko polje se smanjuje kada električna energija ode od ploča. Dakle, kapacitet je jedno od svojstava kondenzatora koji se koristi za pohranjivanje električnog naboja na svoje dvije ploče u obliku elektrostatskog polja.

Permitivnost zračnog kondenzatora

Permitivnost se može definirati kao svojstvo svakog materijala inače medija koji se koristi za mjerenje otpora protiv stvaranja električnog polja. Označava se grčkim slovom 'ϵ' (epsilon), a njegova jedinica je F/m ili farad po metru.

Ako uzmemo u obzir kondenzator koji uključuje dvije ploče koje su odvojene udaljenošću 'd', dielektrični medij poput zraka koristi se među te dvije ploče. Između dviju ploča kondenzatora prisutne su molekule koje stvaraju električne dipolne momente. Električni dipol znači par suprotnih i jednakih naboja. Na primjer, jedna molekula uključuje pozitivan naboj na jednom kraju i negativan naboj na drugom kraju koji su odvojeni određenom udaljenosti kao što je prikazano na sljedećoj slici.

U sljedećem dijagramu, molekule su općenito nasumično poredane unutar ploča kondenzatora. Jednom kada na te ploče izvana primijenimo električno polje, tada se molekule unutar kondenzatora dovode u red na bolji način, što je poznato kao polarizabilnost. Dakle, njihov dipolni moment stvara vlastito električno polje. Ovo električno polje suprotstavlja se vanjskom primijenjenom električnom polju i tako postaje poput sličnog pola dvaju magneta koji se međusobno odupiru.

Kada se molekule same poredaju ili se jače polariziraju, suprotstavljaju se vanjskom električnom polju, što nazivamo permitivnošću. Ovdje permitivnost mjeri otpor koji materijal ili medij pruža vanjskom električnom polju.

Ako je permitivnost medija veća, tada se molekule tog medija bolje polariziraju i stoga pružaju veći otpor vanjskom električnom polju. Isto tako, ako je permitivnost medija niska, tada se molekule slabo polariziraju, pa pružaju manji otpor vanjskom električnom polju.

Permitivnost nije konstantna, pa varira s različitim čimbenicima kao što su temperatura, vlažnost, vrsta medija, frekvencija polja, jakost električnog polja itd.

Permitivnost igra značajnu ulogu u određivanju kapaciteta kondenzatora. Dakle, kapacitet paralelnog pločastog kondenzatora izračunava se prema

C = ϵ x A/d

Gdje,

'A' je površina jedne ploče.

'd' je udaljenost između dvije ploče kondenzatora.

'ϵ' je permitivnost medija između dviju ploča kondenzatora.

Ako promatrate sljedeće kondenzatore, permitivnost može jasno utjecati na kapacitet kondenzatora.
U sljedeća dva kondenzatora, dielektrik koji se koristi u lijevom kondenzatoru je zrak. Dakle, relativna permitivnost ovog zračnog kondenzatora je malo > 1, tj. 1,0006.

Slično, u drugom kondenzatoru, korišteni dielektrik je staklo. Dakle, permitivnost ovog kondenzatora je otprilike 4,9 do 7,5. Dakle, u usporedbi sa zračnim kondenzatorom, kondenzator sa staklenim dielektrikom ima visoku permitivnost.

Dakle, materijal s manjom permitivnošću će pružiti manji kapacitet, a materijal s većom permitivnošću će dati visoku kapacitivnost. Dakle, permitivnost igra glavnu ulogu u odlučivanju o vrijednosti kapacitivnosti.

Karakteristike

Karakteristike zračnog kondenzatora uključuju sljedeće.

• Zračni kondenzatori su nepolarni što znači da se ovi kondenzatori mogu sigurno koristiti u izmjeničnoj struji sve dok se ne prekorači najviši nazivni napon.
• Ovi kondenzatori imaju mali kapacitet koji se kreće između 100pF i 1nF.
• Maksimalni radni napon uglavnom ovisi o fizičkim dimenzijama kondenzatora.
• Za visoki radni napon potreban je dovoljan prostor između dvije ploče kako bi se izbjegao električni slom zraka.
• Dielektrična čvrstoća zraka manja je od mnogih drugih materijala, što ove kondenzatore čini neprikladnima za visoke napone.

Prednosti

The prednosti zračnih kondenzatora uključuju sljedeće.

• Ima manju struju curenja što znači da su radni gubici unutar ovog kondenzatora minimalni, osobito ako vlažnost nije visoka.
• Otpor izolacije je visok.
• Dobra stabilnost.
• Imaju manji probojni napon.
• Faktor disipacije je nizak.

The nedostaci zračnih kondenzatora uključuju sljedeće.

• Zračni kondenzatori dostupni su u velikim veličinama.
• Ovi kondenzatori imaju manji kapacitet.
• Ove su skupe.
• Zauzima više prostora u usporedbi s drugim kondenzatorima.

Prijave

The primjene zračnih kondenzatora uključuju sljedeće.

• Ovaj se kondenzator obično koristi u rezonantnim, LC krugovima, koji zahtijevaju promjene unutar kapacitivnosti. ove
• sklopovi se sastoje od radio tunera, frekvencijskih miksera i komponenti za usklađivanje impedancije za antenske tunere.
• Obično se koriste tamo gdje je potreban podesivi kapacitet poput rezonantnih krugova.
• Ovaj se kondenzator koristi za ugađanje radijskih krugova i također u krugovima gdje su potrebni manji gubici.

Dakle, ovo je pregled zraka kondenzator – radi s aplikacijama. Ovi kondenzatori izrađeni su od aluminija i dobro rade u vrlo jakim magnetskim poljima. Evo pitanja za vas, što je dielektrik u kondenzatoru?