Zašto nam trebaju kondenzatori? Kondenzatorski priključak

Električni kondenzator je uređaj koji može akumulirati punjenje i energiju električnog polja. U suštini se sastoji od par provodnika (ploča) odvojenih dielektričnim slojem. Debljina dielektrika je uvek mnogo manja od veličine ploča. Na električnim krugovima zamjene, kondenzator je označen sa 2 vertikalna paralelna segmenta (II).

Osnovne vrednosti i jedinice mjerenja

Postoji nekoliko osnovnih vrednosti koje određuju kondenzator. Jedan od njih je kapacitet (latinično slovo C), a drugi - njegov radni napon (latinski U). Električni kapacitet (ili jednostavno kapaciteta) u sistemu SI se meri u Farad (F). I kao jedinica kapaciteta 1 farad - to je u velikoj meri - u praksi, skoro nije primenjeno. Na primer, električni naboj planete Zemlje je samo 710 mikrofarada. Stoga je električna kapacitivnost kondenzatora u većini slučajeva mjerena u derivatima farad vrijednosti: u picofarads (pF) sa vrlo malom kapacitivnošću (1 pF = 1/106 μF), u mikrofaradama (μF) pri dovoljno velikoj vrijednosti (1 μF = 1 / 10 ⁶ F). Da bi se izračunao električni kapacitet, potrebno je podijeliti vrijednost punjenja nabavljene između ploča od strane modula potencijalnih razlika između njih (napon na kondenzatoru). Punjenje kondenzatora u ovom slučaju je naelektrisanje na jednoj od ploča uređaja koji se razmatra. Na dva provodnika uređaja oni su identični u modulu, ali se razlikuju u znaku, tako da je njihova zbirka uvijek nula. Punjenje kondenzatora se meri u privesima (Kl), a označava se slovom Q.

Napon na aparatu

Jedan od najvažnijih parametara uređaja koji se razmatra je napon razdvajanja - razlika u potencijalima dva provodnika kondenzatora, što dovodi do električnog sloma dielektričkog sloja. Maksimalni napon na kojem se ne pojavljuje raspad uređaja određuje se oblik provodnika, svojstva dielektrika i njegova debljina. Uslovi rada, u kojima je napon na elektrodama aparata u blizini kvara, neprihvatljivi su. Normalni radni napon na kondenzatoru je manji od naponskog razdvajanja nekoliko puta (dva ili tri puta). Stoga, pri izboru, treba obratiti pažnju na naznačeni napon i kapacitet. U većini slučajeva vrednost ovih vrednosti je naznačena na samom uređaju ili u pasošu. Uključivanje kondenzatora u mrežu za napon koji premašuje nominalnu, preti njegovom raspadu, a odstupanje od vrednosti kapaciteta od nominalne može dovesti do puštanja u mrežu viših harmonika i pregrijavanja uređaja.

Izgled kondenzatora

Dizajn kondenzatora može biti vrlo različit. To zavisi od vrednosti električnog kapaciteta uređaja i njegove namene. Na parametre dotičnog uređaja ne bi trebalo da utiču vanjski faktori, tako da ploče imaju oblik u kojem električno polje stvoreno električnim punjenjem koncentriše u malom prostoru između provodnika kondenzatora. Zbog toga se mogu sastojati od dve koncentrične sfere, dve ravne ploče ili dva koaksijalna cilindra. Shodno tome, kondenzatori mogu biti cilindrični, sferni i ravni, u zavisnosti od oblika provodnika.

Konstantni kondenzatori

Po prirodi promjene električne kapacitivnosti, kondenzatori se dele na uređaje sa konstantnom, promenljivom kapacitivnošću ili trim. Razmotrimo svaki od ovih tipova detaljnije. Instrumenti čija se kapacitivnost ne menja tokom rada, odnosno je konstantna (vrednost kapaciteta može i dalje da varira u dozvoljenim granicama u zavisnosti od temperature), su trajni kondenzatori. Postoje i električni uređaji koji menjaju svoj električni kapacitet tokom rada, nazivaju ih varijabli.

Šta određuje C u kondenzatoru

Električni kapacitet zavisi od površine svoje provodnika i udaljenosti između njih. Postoji nekoliko načina za promjenu ovih postavki. Razmotrimo kondenzator koji se sastoji od dve vrste ploča: pokretni i fiksni. Pokretne ploče kreću relativno fiksne, što rezultira promjenom kapacitivnosti kondenzatora. Analogne varijable se koriste za podešavanja analognih uređaja. Kapacitet se može menjati tokom rada. Trim kondenzatori se u većini slučajeva koriste za podešavanje fabričke opreme, na primer, da se empirijski izaberu kapaciteti, ako je proračunavanje nemoguće.

Kondenzator u krugu

Uređaj koji se razmatra u DC kolu vrši struju samo kada je uključen (u ovom slučaju dolazi do punjenja ili napajanja uređaja do izvora napona). Kada je kondenzator potpuno napunjen, struja ne protiče kroz njega. Kada je uređaj uključen u kolu naizmenične struje , procesi pražnjenja i punjenja se međusobno zamenjuju. Period njihove izmjene jednak je periodu oscilacije primijenjenog sinusoidnog napona.

Karakteristike kondenzatora

Kondenzator, u zavisnosti od stanja elektrolita i materijala iz kojeg je izrađen, može biti suv, tečni, oksidni-poluprovodnik, oksidni metali. Tečni kondenzatori su dobro ohlađeni, ovi uređaji mogu raditi pod velikim opterećenjem i imaju tako značajnu osobinu kao samozadovoljenje dielektrika u slomu. Razmatrani električni uređaji suvog tipa imaju jednostavan dizajn, malo manje gubitaka napona i struje curenja. U ovom trenutku su najpopularniji suvi aparati. Glavna prednost elektrolitičkih kondenzatora je jeftina, kompaktna dimenzija i visoka električna kapacitivnost. Analogi oksida su polarni (netačna veza dovodi do kvara).

Kako se povezati

Povezivanje kondenzatora sa DC kolu je sljedeće: plus (anoda) strujnog izvora povezan je sa elektrodom koja je prekrivena oksidnim filmom. U slučaju neusaglašenosti sa ovim zahtevom, može doći do raspada dielektrika. Iz tog razloga tečni kondenzatori moraju biti povezani na krug sa promenljivim izvorom struje, koji povezuju dva identična sekca uzastopno uzastopno. Ili naneti oksidni sloj na obe elektrode. Stoga se proizvodi nepolarni električni uređaj koji radi u mrežama sa konstantnim i sinusoidnim strujama. Ali u oba slučaja rezultujući kapacitet postaje dva puta manji. Unipolarni električni kondenzatori imaju značajne dimenzije, ali mogu biti uključeni u strujna kola sa izmenjivom strujom.

Glavna primena kondenzatora

Riječ "kondenzator" može se čuti od zaposlenih različitih industrijskih preduzeća i dizajnerskih instituta. Pošto smo se bavili principom rada, karakteristikama i fizičkim procesima, otkrićemo zašto su kondenzatori potrebni, na primjer, u sistemima za napajanje? U ovim sistemima, baterije se široko koriste u izgradnji i rekonstrukciji industrijskih postrojenja kako bi se kompenzovala reaktivna snaga PCM-a (istovara mreža od neželjenih tokova), što smanjuje troškove energije, uštede na kablovskim proizvodima i isporučuje najbolje kvalitete potrošaču. Optimalan izbor kapaciteta, metode i lokacije priključenja reaktivnih izvora energije (Q) u mrežama elektroenergetskih sistema (EPS) značajno utiče na pokazatelje ekonomskog i tehničkog učinka EPS-a. Postoje dve vrste IRM: poprečni i uzdužni. Sa poprečnom kompenzacijom, kondezatorske banke su povezane sa autobusima podstanice paralelno sa opterećenjem i nazivaju se šuntom (SHBK). Uz uzdužnu kompenzaciju, baterije se presecaju na dalekovod i nazivaju se CPC (uzdužne kompenzacijske naprave). Baterije se sastoje od odvojenih uređaja koji se mogu povezati na različite načine: serijski ili paralelni kondenzatori. Povećanje broja priključenih uređaja u serijama povećava napon. CPC se takođe koriste za izjednačavanje opterećenja u fazama, povećanje produktivnosti i efikasnosti ložnih i rudo-termalnih peći (uz uključivanje CPC-a kroz specijalne transformatore).

Kod zamjenskih šema za dalekovode sa naponom iznad 110 kV, kapacitivna provodljivost na zemlju označena je kao kondenzatori. EP linija je zbog električnih kapaciteta između provodnika različitih faza i kapaciteta formiranog faznim vodičem i tlom. Zbog toga se svojstva kondenzatora koriste za izračunavanje načina rada mreže, parametara dalekovoda i lokacije oštećenja na električnoj mreži.

Više o područjima primjene

Ovaj termin se takođe može čuti od železničara. Zašto nam trebaju kondenzatori? Na električnim lokomotivama i dizel lokomotivama, ovi uređaji se koriste za smanjivanje iskrivljenja kontakata električnih aparata, za gašenje pulsirajuće struje proizvedene od ispravljača i impulsnih prekidača, kao i za stvaranje simetričnog sinusoidnog napona koji se koristi za napajanje motora.

Međutim, ova reč najčešće se čuje iz usta radio amatera. Zašto nam trebaju kondenzatori? U radio-inženjerstvu se koriste za stvaranje visokofrekventnih elektromagnetnih oscilacija, oni su deo izravnavajućih filtera, napajanja, pojačala i ploča štampanih ploča.

U kutiji za rukavice svakog auto-entuzijasta možete pronaći par ovih električnih uređaja. Zašto nam trebaju kondenzatori u automobilu? Tamo se koriste u opremi za amplifikaciju akustičkih sistema za kvalitetnu reprodukciju zvuka.