Kaj je zračni kondenzator: vezje, delovanje in njegove aplikacije

A spremenljivi kondenzator je ena vrsta kondenzatorja, ki ima spremenljivo vrednost kapacitivnosti. to kondenzator vključuje dve plošči, kjer je območje med tema ploščama preprosto prilagojeno za spreminjanje kapacitivnosti kondenzatorja. Ti kondenzatorji so na voljo v dveh vrstah zračni kondenzator in trimer kondenzator. Na splošno se ti kondenzatorji uporabljajo predvsem v LC vezja za uravnavanje frekvenc v radiu. Ta članek obravnava pregled ene od vrst spremenljivih kondenzatorjev, kot je zračni kondenzator – delovanje in njegove aplikacije.

Kaj je zračni kondenzator?

An Definicija zračnega kondenzatorja je kondenzator, ki kot dielektrični medij uporablja zrak. Ta kondenzator je lahko zasnovan v obliki fiksne ali spremenljive kapacitivnosti. Tip fiksne kapacitivnosti se ne uporablja pogosto, ker obstajajo različni vrste kondenzatorjev na voljo z vrhunskimi lastnostmi, medtem ko se tip s spremenljivo kapacitivnostjo uporablja pogosteje zaradi njihove preproste konstrukcije.

Zračni kondenzatorji so običajno izdelani iz dveh nizov polkrožnih kovinskih plošč, ki sta ločeni z zračno dielektrični material . V teh kovinskih ploščah je en sklop trajen, drugi sklop pa je povezan z gredjo, ki omogoča operaterju, da obrne sklop in spremeni kapacitivnost, kadar je to potrebno. Ko je prekrivanje med dvema kovinskima ploščama večje, je kapacitivnost večja. Tako je najvišji pogoj kapacitivnosti dosežen, ko je prekrivanje med obema nizoma kovinskih plošč največje, medtem ko je pogoj najnižje kapacitivnosti dosežen, ko ni prekrivanja. Za boljši nadzor kapacitivnosti, natančnejšo nastavitev in večjo natančnost se uporabljajo reduktorski mehanizmi.

Zračni kondenzatorji imajo majhno kapacitivno vrednost, ki sega od 100 pF do 1 nF, medtem ko je delovna napetost v razponu od 10 do 1000 V. Prebojna napetost dielektrika je manjša, zato se bo električna razgradnja spremenila v kondenzatorju, kar lahko privede do nepravilnega delovanja zračnega kondenzatorja.

Konstrukcija zračnega kondenzatorja in njegovo delovanje

Prilagodljiv kondenzator, kot je zračni kondenzator, vključuje vrsto polkrožnih, vrtljivih aluminijastih plošč na vrhu osrednje gredi, ki je razporejena med enakomerno razporejenim nizom fiksnih aluminijastih plošč. Ta kondenzator ima v sredini izvrtano luknjo za prehod krmilne palice. Za krmiljenje te palice so priključeni nadomestni diski, ki prosto prehajajo skozi druge, kar pomeni, da je komplet diskov učinkovito ločen v dve skupini, ki skupaj tvorita obe plošči kondenzatorja.

Ko so plošče kondenzatorja v polkrožni obliki, potem obračanje gibljivega niza povzroči, da se količina, v kateri se skupini prekrivata, spremeni na celotno površino plošče. Če je kapacitivnost tega kondenzatorja odvisna od njegove celotne površine plošče, lahko sprememba znotraj območja povzroči enakovredno spremembo znotraj kapacitivnosti komponente, tako da lahko operater poljubno spremeni vrednost komponente.

Ko se premikajoče se aluminijaste plošče vrtijo, se spremeni obseg prekrivanja med statičnimi in premikajočimi se ploščami. Zrak med temi sklopi plošč deluje kot učinkovit dielektrik, ki izolira sklope drug od drugega. Ko je kapacitivnost kondenzatorja odvisna od medsebojne velikosti plošče, potem ta nastavitev preprosto omogoča nastavitev vrednosti zračnega kondenzatorja.

Krog zračnega kondenzatorja

Spodaj je prikazano preprosto vezje zračnega kondenzatorja. Ta kondenzator uporablja zrak kot dielektrik in je zasnovan z uporabo dveh metaliziranih folij ali kovinskih plošč, ki sta povezani vzporedno z nekaj razdalje med seboj. Kondenzatorji hranijo energijo v obliki električnega naboja na ploščah.

Ko je napetost priključena na zračni kondenzator za merjenje naboja na obeh ploščah, bo razmerje med nabojem 'Q' in napetostjo 'V' zagotovilo vrednost kapacitivnosti za kondenzator, tako da je podana kot C = Q/V. To enačbo lahko zapišemo tudi tako, da zagotovimo formulo za merjenje količine naboja na dveh ploščah, kot je Q = C x V.

Ko se v kondenzator dovede električni tok, se ta napolni, zato bo elektrostatično polje postalo zelo močnejše, ker shrani več energije med dvema ploščama.

Podobno, ko tok teče iz zračnega kondenzatorja, se potencialna razlika med tema dvema ploščama zmanjša in elektrostatično polje se zmanjša, ko električna energija odide od plošč. Kapacitivnost je torej ena od lastnosti kondenzatorja, ki se uporablja za shranjevanje električnega naboja na njegovih dveh ploščah v obliki elektrostatičnega polja.

Prepustnost zračnega kondenzatorja

Prepustnost je mogoče opredeliti kot lastnost vsakega materiala, sicer medija, ki se uporablja za merjenje upora, ki ga ponuja proti nastanku električnega polja. Označen je z grško črko 'ϵ' (epsilon), njegova enota pa je F/m ali farad na meter.

Če upoštevamo kondenzator, ki vključuje dve plošči, ki sta ločeni z razdaljo 'd', se med tema dvema ploščama uporablja dielektrični medij, kot je zrak. Med obema ploščama kondenzatorja so prisotne molekule, ki tvorijo električne dipolne momente. Električni dipol pomeni par nasprotnih in enakih nabojev. Na primer, posamezna molekula vključuje pozitiven naboj na enem koncu in negativni naboj na drugem koncu, ki sta ločena z določeno razdaljo, kot je prikazano na naslednji sliki.

V naslednjem diagramu so molekule na splošno naključno poravnane znotraj kondenzatorskih plošč. Ko na te plošče od zunaj uporabimo električno polje, se molekule v kondenzatorju bolje uskladijo, kar je znano kot polarizabilnost. Torej njihov dipolni moment ustvarja lastno električno polje. To električno polje nasprotuje zunanjemu električnemu polju in tako postane kot podoben pol dveh magnetov, ki se upirata drug drugemu.

Ko se molekule postavijo v vrsto ali se bolj polarizirajo, nasprotujejo zunanjemu električnemu polju, čemur pravimo prepustnost. Tu dielektrična prepustnost meri upor, ki ga material ali medij ponuja zunanjemu električnemu polju.

Če je prepustnost medija večja, se molekule tega medija bolje polarizirajo in tako nudijo večji upor zunanjemu električnemu polju. Podobno, če je prepustnost medija nizka, se molekule šibko polarizirajo, zato nudijo manjši upor zunanjemu električnemu polju.

Dielektrična prepustnost ni konstantna, zato se spreminja z različnimi dejavniki, kot so temperatura, vlažnost, vrsta medija, frekvenca polja, električna poljska jakost itd.

Prepustnost ima pomembno vlogo pri določanju kapacitivnosti kondenzatorja. Torej, kapacitivnost vzporednega ploščnega kondenzatorja se izračuna z

C = ϵ x A/d

Kje,

'A' je površina ene plošče.

'd' je razdalja med dvema ploščama kondenzatorja.

'ϵ' je prepustnost medija med obema ploščama kondenzatorja.

Če opazujete naslednje kondenzatorje, lahko prepustnost jasno vpliva na kapacitivnost kondenzatorja.
V naslednjih dveh kondenzatorjih je dielektrik, uporabljen v kondenzatorju na levi strani, zrak. Torej je relativna prepustnost tega zračnega kondenzatorja malo > 1, tj. 1,0006.

Podobno je v drugem kondenzatorju uporabljeni dielektrik steklo. Torej je prepustnost tega kondenzatorja približno 4,9 do 7,5. Tako ima kondenzator s steklenim dielektrikom v primerjavi z zračnim kondenzatorjem visoko prepustnost.

Torej bo material z manjšo dielektrično prepustnostjo zagotovil manjšo kapacitivnost, material z večjo dielektrično prepustnostjo pa visoko kapacitivnost. Tako ima dielektrična prepustnost pomembno vlogo pri določanju vrednosti kapacitivnosti.

Značilnosti

Značilnosti zračnega kondenzatorja vključujejo naslednje.

• Zračni kondenzatorji so nepolarni, kar pomeni, da se ti kondenzatorji lahko varno uporabljajo v aplikacijah z izmeničnim tokom, dokler ni presežena najvišja nazivna napetost.
• Ti kondenzatorji imajo majhno kapacitivnost, ki se giblje med 100pF in 1nF.
• Največja delovna napetost je v glavnem odvisna od fizičnih dimenzij kondenzatorja.
• Visoka delovna napetost zahteva, da je med dvema ploščama dovolj prostora, da se prepreči električni prepad zraka.
• Dielektrična trdnost zraka je manjša kot pri mnogih drugih materialih, zaradi česar ti kondenzatorji niso primerni za visoke napetosti.

Prednosti

The Prednosti zračnih kondenzatorjev vključujejo naslednje.

• Ima manjši tok uhajanja, kar pomeni, da so izgube pri delovanju v tem kondenzatorju minimalne, še posebej, če vlažnost ni visoka.
• Izolacijska upornost je visoka.
• Dobra stabilnost.
• Imajo manjšo prebojno napetost.
• Faktor disipacije je nizek.

The Slabosti zračnih kondenzatorjev vključujejo naslednje.

• Zračni kondenzatorji so na voljo v velikih velikostih.
• Ti kondenzatorji imajo manjšo kapacitivnost.
• Te so drage.
• V primerjavi z drugimi kondenzatorji zavzame več prostora.

Aplikacije

The aplikacije zračnih kondenzatorjev vključujejo naslednje.

• Ta kondenzator se običajno uporablja v resonančnih LC tokokrogih, ki potrebujejo spremembe znotraj kapacitivnosti. te
• vezja obsegajo radijske sprejemnike, frekvenčne mešalnike in komponente za usklajevanje impedance za antenske sprejemnike.
• Običajno se uporabljajo tam, kjer je potrebna nastavljiva kapacitivnost, kot so resonančna vezja.
• Ta kondenzator se uporablja za uglaševanje radijskih tokokrogov in tudi v tokokrogih, kjer so potrebne manjše izgube.

To je torej pregled zraka kondenzator - deluje z aplikacijami. Ti kondenzatorji so izdelani iz aluminija in dobro delujejo v zelo močnih magnetnih poljih. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je dielektrik v kondenzatorju?