Un condensator electric este un dispozitivcare poate acumula sarcina și energia câmpului electric. Practic este alcătuit dintr-o pereche de conductori (plăci) separate de un strat dielectric. Grosimea dielectrică este întotdeauna mult mai mică decât dimensiunea plăcilor. În circuitele electrice echivalente, condensatorul este indicat de 2 segmente paralele verticale (II).
Cantități și unități de bază
Există mai multe cantități de bază,definirea unui condensator. Una dintre ele este capacitatea sa (litera latină C), iar a doua este tensiunea de funcționare (latina U). Capacitatea electrică (sau pur și simplu capacitatea) din sistemul SI este măsurată în farade (F). Mai mult, ca unitate de capacitate, 1 farad este mult - în practică este aproape niciodată folosit. De exemplu, sarcina electrică a planetei Pământ este de doar 710 microfarade. Prin urmare, capacitatea electrică a condensatoarelor în majoritatea cazurilor este măsurată în termeni de derivați farad: în picofarade (pF) cu o valoare foarte mică a capacității (1 pF = 1/106μF), în microfarade (μF) cu o valoare suficient de mare (1 μF = 1/106 F).Pentru a calcula capacitatea electrică, este necesar să împărțiți cantitatea de încărcare acumulată între plăci la modulul diferenței de potențial dintre ele (tensiune pe condensator). În acest caz, încărcarea condensatorului este încărcarea care se acumulează pe una dintre plăcile dispozitivului în cauză. Pe 2 conductori ai dispozitivului, aceștia sunt identici în modul, dar diferă în semn, astfel încât suma lor este întotdeauna egală cu zero. Sarcina unui condensator este măsurată în coulombi (C) și este notată cu litera Q.
Tensiunea aparatului
Unul dintre cei mai importanți parametri ai luate în consideraredispozitivul nostru este o tensiune de avarie - diferența dintre valorile potențialului celor doi conductori ai condensatorului, ducând la o avarie electrică a stratului dielectric. Tensiunea maximă la care dispozitivul nu se defectează este determinată de forma conductorilor, de proprietățile dielectricului și de grosimea acestuia. Condițiile de lucru în care tensiunea de pe plăcile electrozilor este apropiată de tensiunea de avarie sunt inacceptabile. Tensiunea normală de funcționare a condensatorului este de câteva ori mai mică decât tensiunea de avarie (de două până la trei ori). Prin urmare, atunci când alegeți, ar trebui să acordați atenție tensiunii și capacității nominale. În majoritatea cazurilor, valoarea acestor valori este indicată pe dispozitivul însuși sau în pașaport. Includerea unui condensator în rețea pentru o tensiune care depășește valoarea nominală amenință defectarea acestuia, iar o abatere a valorii capacității de la nominală poate duce la eliberarea de armonici mai mari în rețea și supraîncălzirea dispozitivului.
Aspectul condensatorului
Designul condensatoarelor poate fi cel mai multvariat. Depinde de valoarea capacității electrice a dispozitivului și de scopul acestuia. Parametrii dispozitivului luat în considerare nu ar trebui să fie influențați de factori externi, prin urmare, plăcile sunt modelate în așa fel încât câmpul electric creat de sarcinile electrice să fie concentrat într-un mic spațiu între conductorii condensatorului. Prin urmare, ele pot consta din două sfere concentrice, două plăci plate sau doi cilindri coaxiali. În consecință, condensatoarele pot fi cilindrice, sferice și plate, în funcție de forma conductorilor.
Condensatori fixi
Prin natura schimbării capacității electricecondensatoarele sunt împărțite în dispozitive cu capacitate constantă, variabilă sau tăietoare. Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre tipurile menționate. Dispozitivele a căror capacitate nu se modifică în timpul funcționării, adică este constantă (valoarea capacității poate fluctua în continuare în limite acceptabile în funcție de temperatură) sunt condensatoare permanente. Există, de asemenea, aparate electrice care își schimbă capacitatea electrică în timpul funcționării, acestea sunt numite variabile.
Ce determină C în condensator
Capacitatea electrică depinde de suprafața acestuiadirijori și distanța dintre ei. Există mai multe moduri de a modifica acești parametri. Luați în considerare un condensator care constă din două tipuri de plăci: mobilă și fixă. Plăcile mobile se deplasează în raport cu cele fixe, în urma cărora se modifică capacitatea electrică a condensatorului. Analogele variabile sunt utilizate pentru a configura dispozitivele analogice. Mai mult, capacitatea poate fi schimbată în timpul funcționării. Condensatoarele de tundere, în majoritatea cazurilor, sunt utilizate pentru reglarea echipamentelor din fabrică, de exemplu, pentru a selecta empiric capacitatea atunci când calculul este imposibil.
Condensator în circuit
Dispozitivul considerat în circuitul de curent continuuconduce curent numai în momentul în care este conectat la rețea (în acest caz, dispozitivul este încărcat sau reîncărcat la tensiunea sursei). Odată ce condensatorul este complet încărcat, nu curge curent prin el. Când dispozitivul este conectat la un circuit de curent alternativ, procesele de descărcare și încărcare a acestuia alternează între ele. Perioada alternanței lor este egală cu perioada de oscilație a tensiunii sinusoidale aplicate.
Caracteristicile condensatorului
Condensator în funcție de stareelectrolitul și materialul din care este compus poate fi uscat, lichid, oxid-semiconductor, oxid-metal. Condensatoarele lichide sunt bine răcite, aceste dispozitive pot funcționa sub sarcini semnificative și au o proprietate atât de importantă ca auto-vindecarea dielectricului în timpul defectării. Dispozitivele electrice considerate de tip uscat au un design destul de simplu, pierderi de tensiune și curent de scurgere puțin mai mici. În prezent, aparatele uscate sunt cele mai populare. Principalele avantaje ale condensatoarelor electrolitice sunt costul redus, dimensiunile compacte și capacitatea electrică ridicată. Analogii de oxid sunt polari (conexiunea incorectă duce la defectarea).
Cum să vă conectați
Conectarea unui condensator la un circuit cu o constantăcurentul se produce după cum urmează: plusul (anodul) sursei de curent este conectat la electrod, care este acoperit cu un film de oxid. Nerespectarea acestei cerințe poate duce la defecțiuni dielectrice. Din acest motiv, condensatorii lichizi trebuie să fie conectați la un circuit cu o sursă de curent variabilă, conectând două secțiuni identice în serie opusă. Sau aplicați un strat de oxid la ambii electrozi. Astfel, se obține un aparat electric nepolar care funcționează în rețele cu curenți atât constanți, cât și curenți sinusoidali. Dar în ambele cazuri, capacitatea rezultată devine la jumătate. Condensatoarele electrice unipolare au dimensiuni semnificative, dar pot fi conectate la circuite de curent alternativ.
Aplicarea principală a condensatoarelor
Cuvântul „condensator” poate fi auzit de la lucrătoridiverse întreprinderi industriale și institute de proiectare. Având în vedere principiul funcționării, caracteristicile și procesele fizice, vom afla de ce sunt necesari condensatori, de exemplu, în sistemele de alimentare cu energie? În aceste sisteme, bateriile sunt utilizate pe scară largă în construcții și reconstrucții la întreprinderile industriale pentru a compensa puterea reactivă a KRM (descărcarea rețelei din fluxuri nedorite), ceea ce face posibilă reducerea costurilor cu energia electrică, economisirea produselor prin cablu și livrarea unei calități mai bune energie electrică pentru consumator. Alegerea optimă a puterii, metodei și locului de conectare a surselor de energie reactivă (Q) în rețelele sistemelor de energie electrică (EPS) are un impact semnificativ asupra indicatorilor economici și tehnici ai eficienței EPS. Există două tipuri de KRM: transversală și longitudinală. Cu compensare transversală, băncile de condensatoare sunt conectate la magistralele stației în paralel cu sarcina și sunt numite bănci de șunt (BSC). Cu compensare longitudinală, bateriile sunt incluse în tăierea liniilor electrice și se numesc UPC (dispozitive de compensare longitudinală). Bateriile sunt formate din dispozitive individuale care pot fi conectate în diferite moduri: condensatoare în serie sau paralele. Pe măsură ce numărul dispozitivelor conectate în serie crește, tensiunea crește. UPC sunt, de asemenea, utilizate pentru a egaliza sarcinile în faze, pentru a crește productivitatea și eficiența cuptoarelor arc și minereotermice (când UPC este pornit prin transformatoare speciale).
Pe circuitele echivalente ale liniilor electrice cutensiune peste 110 kV, conductanța capacitivă la pământ este indicată ca condensatori. EP-ul liniei se datorează capacităților dintre conductorii diferitelor faze și capacitatea formată de firul de fază și pământ. Prin urmare, pentru a calcula modurile de funcționare ale rețelei, parametrii liniei de transmisie, pentru a determina locațiile deteriorării rețelei electrice, sunt utilizate proprietățile condensatorului.
Mai multe despre domeniile de aplicare
De asemenea, acest termen poate fi auzit de la lucrătoricăi ferate. De ce au nevoie de condensatori? La locomotivele electrice și diesel, aceste dispozitive sunt utilizate pentru a reduce arcuirea contactelor dispozitivelor electrice, pentru a netezi curentul pulsatoriu produs de redresoare și întrerupătoare de impulsuri și, de asemenea, pentru a genera o tensiune sinusoidală simetrică utilizată pentru alimentarea motoarelor electrice.
Cu toate acestea, acest cuvânt se aude cel mai adesea din gură.radioamator. De ce are nevoie de condensatori? În ingineria radio, acestea sunt utilizate pentru a crea oscilații electromagnetice de înaltă frecvență; fac parte din filtrele de netezire, sursele de alimentare, amplificatoarele și plăcile de circuite imprimate.
În torpedoul fiecărui șofer pe care îl puteți găsicâteva dintre aceste aparate electrice. De ce ai nevoie de condensatoare într-o mașină? Acolo sunt utilizate în echipamente de amplificare a sistemelor acustice pentru reproducerea sunetului de înaltă calitate.
