Kāpēc mums vajag kondensatori? Kondensora savienojums

Elektriskais kondensators ir ierīce, kas var uzkrāt elektriskā lauka lādiņu un enerģiju. Būtībā tas sastāv no dzīslu (plātņu) pāris, ko atdala dielektriskais slānis. Dielektriskā biezums vienmēr ir daudz mazāks par plākšņu izmēru. Rezerves elektriskās shēmās kondensatoru apzīmē ar 2 vertikāliem paralēliem segmentiem (II).

Pamatvērtības un mērvienības

Pastāv vairākas pamatvērtības, kas nosaka kondensatoru. Viens no tiem ir tā jauda (latīņu burts C), bet otrā - darba spriegums (latīņu valodā U). Elektriskā jauda (vai vienkārši ietilpība) SI sistēmā tiek mērīta Farādē (F). Un kā kapacitātes vienība 1 farad - tas ir ļoti daudz - praksē gandrīz nepiemēro. Piemēram, planētas Zemes elektriskais lādiņš ir tikai 710 mikrofaradu. Tāpēc kondensatoru elektriskā kapacitāte vairumā gadījumu tiek mērīta ar farādu vērtību atvasinājumiem: picofarādēs (pF) ar ļoti mazu kapacitāti (1 pF = 1/106 μF) mikrofaradēs (μF) pie pietiekami lielas vērtības (1 μF = 1 / 10 ⁶ F). Lai aprēķinātu elektrisko jaudu, ir nepieciešams sadalīt starp plāksnēm uzkrāto uzlādes vērtību, izmantojot potenciālo starpības moduli starp tiem (spriegums uz kondensatora). Šajā gadījumā kondensatora uzlāde ir maksa, kas uzkrājas vienā no aplūkojamās ierīces plāksnēm. Uz diviem ierīces vadītājiem tie ir vienādi modulī, bet atšķiras ar zīmi, tāpēc to summa vienmēr ir nulle. Kondensatora uzlādi mēra piekariņos (Кл), un to apzīmē ar burtu Q.

Iekārtas spriegums

Viens no svarīgākajiem izskatāmās ierīces parametriem ir sadalījuma spriegums - kondensatora divu vadītāju potenciāla starpība, kas noved pie dielektriskā slāņa elektriskā sadalījuma. Maksimālo spriegumu, kādā ierīces darbības traucējumu nenotiek, nosaka vadītāju forma, dielektriskās īpašības un tā biezums. Darba apstākļi, kuros spriegums uz ierīces elektrodiem ir tuvu sadalījumam, ir nepieņemami. Parasti kondensatora darba spriegums ir mazāks par bojājumu spriegumu vairākas reizes (divas vai trīs reizes). Tādēļ, izvēloties, uzmanība jāpievērš nominālajam spriegumam un jaudai. Vairumā gadījumu šo vērtību vērtība ir norādīta pašā ierīcē vai pasē. Tīkla kondensatora iekļaušana spriegumā, kas pārsniedz nominālu, draud tās sadalījumam, un jaudas vērtības novirze no nominālās vērtības var novest pie augstākas harmonikas un ierīces pārkaršanas tīkla ievietošanas tīklā.

Kondensatoru izskats

Kondensatoru dizains var būt ļoti dažāds. Tas ir atkarīgs no ierīces elektriskās jaudas vērtības un tās mērķa. Attiecīgās ierīces parametri neietekmē ārējie faktori, tādēļ plāksnēm ir tāda forma, kādā elektriskais laukums, ko rada elektriskais lādiņš, koncentrējas nelielā atstatumā starp kondensatora vadītājiem. Tāpēc tie var sastāvēt no divām koncentriskām sfērām, divām plakanajām plāksnēm vai diviem koaksiāliem cilindriem. Līdz ar to kondensatori var būt cilindriski, sfēriski un plakani, atkarībā no vadītāju formas.

Pastāvīgi kondensatori

Pēc elektrības kapacitātes izmaiņu veida kondensatori tiek sadalīti ierīcēs ar konstantu, mainīgu kapacitāti vai apdari. Ļaujiet mums izpētīt katru no šiem veidiem sīkāk. Instrumenti, kuru kapacitāte darbības laikā nemainās, tas ir, tas ir nemainīgs (jaudas vērtība joprojām var svārstīties robežās, kas ir atkarīgas no temperatūras), ir pastāvīgi kondensatori. Ir arī elektriskās ierīces, kas ekspluatācijas laikā maina savu elektrisko jaudu, tos sauc par mainīgajiem lielumiem.

Kas nosaka C kondensatorā

Elektriskā jauda ir atkarīga no tā vadītāju virsmas laukuma un attāluma starp tiem. Šos iestatījumus var mainīt vairākos veidos. Apsveriet kondensatoru, kas sastāv no divu veidu plāksnēm: pārvietojams un fiksēts. Pārvietojamās plāksnes pārvietojas relatīvi fiksētas, kā rezultātā mainās kondensatora kapacitāte. Analogie mainīgie tiek izmantoti analogo ierīču iestatījumos. Darbības laikā var mainīt jaudu. Lielākajā daļā gadījumu kondensatori tiek izmantoti, lai koriģētu rūpnīcas iekārtas, piemēram, lai empīriski izvēlētos kapacitāti, ja aprēķins nav iespējams.

Kondensators ķēdē

Ierīce, kuru aplūko DC ķēdē, strādā tikai tad, kad tā ir ieslēgta (šajā gadījumā ierīce uzlādē vai uzlādē spriegumu avota spriegumam). Kad kondensators ir pilnībā uzlādēts, caur to neplūst strāva. Kad ierīce ir ieslēgta maiņstrāvas ķēdē, izlādes un uzlādes procesi mainās viens ar otru. Savu pārmaiņu periods ir vienāds ar pielietotā sinusoidālā sprieguma svārstības periodu .

Kondensatora īpašības

Kondensators, atkarībā no elektrolīta stāvokļa un materiāla, no kura tas ir izgatavots, var būt sauss, šķidrs, oksi-pusvadītājs, oksīds-metāls. Šķidrās kondensatori ir labi atdzesēti, šīs ierīces var darbināt ar smagām slodzēm un tām ir tik svarīga īpašība kā dielektriķa pašizstarojošs sadalījums. Uzskata, ka sausa tipa elektriskajām ierīcēm ir vienkāršs dizains, mazāks sprieguma zudums un noplūdes strāva. Šobrīd tā ir visizplatītākā sausā ierīce. Galvenā elektrolītisko kondensatoru priekšrocība ir lēti, kompakti izmēri un liela elektriskā kapacitāte. Oksīda analogi ir polāri (nepareizs savienojums izraisa bojājumu).

Kā pieslēgties

Kondensatora pieslēgšana DC kontūrai ir šāda: plūsmas avota plus (anoda) ir pievienota elektrodam, kas ir pārklāts ar oksīdu plēvi. Neievērojot šo prasību, var rasties dielektriskā sadalīšanās. Tieši šī iemesla dēļ šķidruma kondensatori ir jāsavieno ar ķēdi ar mainīgu strāvas avotu, savienojot divas identiskas sekcijas pēc kārtas pēc kārtas. Vai arī uzlikt oksīdu slāni abos elektrodos. Tādējādi tiek ražota nepolāra elektriskā ierīce, kas darbojas tīklos ar gan pastāvīgu, gan sinusoidālu strāvu. Bet abos gadījumos iegūtā jauda kļūst divas reizes mazāka. Vienpolētiem elektriskiem kondensatoriem ir ievērojami izmēri, bet tos var iekļaut strāvas ķēdēs ar maiņstrāvu.

Galvenais kondensatoru pielietojums

Vārdu "kondensators" var uzklausīt no dažādu rūpniecības uzņēmumu un dizaina institūtu darbiniekiem. Runājot par darbības principu, īpašībām un fizikālajiem procesiem, mēs uzzināsim, kāpēc kondensatori ir nepieciešami, piemēram, energoapgādes sistēmās? Šajās sistēmās baterijas plaši izmanto rūpniecisko iekārtu celtniecībā un rekonstrukcijā, lai kompensētu PCM reaktīvo jaudu (tīkla izņemšana no nevēlamām plūsmām), kas samazina enerģijas izmaksas, ietaupa uz kabeļu izstrādājumiem un nodrošina vislabāko kvalitāti patērētājam. Reaktīvo elektroenerģijas avotu (Q) jaudas, metožu un atrašanās vietas optimāla izvēle elektroenerģijas sistēmu tīklā (EPS) būtiski ietekmē EPS ekonomiskos un tehniskos veiktspējas rādītājus. IRM ir divi veidi: šķērsvirzienā un garenvirzienā. Ar šķērsgriezuma kompensāciju kondensatora kārbas tiek savienotas ar apakšstacijas autobusiem paralēli slodzei un tiek sauktas par šuntu (SHBK). Ar garenisko kompensāciju baterijas tiek sagrieztas elektroenerģijas pārvades līnijā, un tās sauc par CPC (gareniskās kompensācijas ierīces). Baterijas sastāv no atsevišķām ierīcēm, kuras var savienot dažādos veidos: seriālie vai paralēli kondensatori. Sērijveidā pievienoto ierīču skaita palielināšana palielina spriegumu. CPC izmanto arī, lai izlīdzinātu slodzes posmos, palielinātu loka un rūdas siltuma krāsnīs produktivitāti un efektivitāti (ar CPC iekļaušanu ar īpašiem transformatoriem).

Par elektropārvades līniju nominālajām shēmām ar spriegumu virs 110 kV, kondensatoru kondensatoros tiek uzrādīta kapacitatīvā vadītspēja uz zemi. EP līnija ir saistīta ar elektrisko kapacitāti starp dažādu fāžu vadītājiem un kapacitāti, ko veido fāzes vadītājs un zemējums. Tādēļ kondensatora īpašības tiek izmantotas, lai aprēķinātu tīkla darbības režīmus, pārvades līnijas parametrus un elektroenerģijas tīkla bojājumu vietu.

Plašāka informācija par pielietojuma jomām

Šo terminu var uzklausīt arī dzelzceļa darbinieki. Kāpēc mums ir nepieciešami kondensatori? Elektriskās lokomotīvēs un dīzeļlokomotīvēs šīs ierīces tiek izmantotas, lai mazinātu elektrisko aparātu kontaktu dzirksteles, lai izlīdzinātu pulsējošo strāvu, ko rada taisngrieži un impulsu pārtraucēji, un radītu simetrisku sinusoidālo spriegumu, ko izmanto, lai darbinātu motorus.

Tomēr šis vārds visbiežāk tiek dzirdēts no radio amatieru mutes. Kāpēc mums vajag kondensatorus? Radiotehnoloģijā tos izmanto, lai izveidotu augstas frekvences elektromagnētiskos svārstības, tie ir daļa no izlīdzinošiem filtriem, barošanas blokiem, pastiprinātājiem un iespiedshēmu plates.

Katra automašīnas entuziasta cimmerī var atrast pāris no šīm elektriskajām ierīcēm. Kāpēc mums kondensatori ir nepieciešami automašīnā? Tās tiek izmantotas akustisko sistēmu pastiprināšanas iekārtās augstas kvalitātes skaņas reproducēšanai.