Co to jest kondensator powietrzny: obwód, praca i jego zastosowania

A zmienny kondensator to jeden rodzaj kondensatora, który ma zmienną wartość pojemności. Ten kondensator zawiera dwie płytki, w których obszar między tymi płytami jest po prostu dostosowany do zmiany pojemności kondensatora. Kondensatory te są dostępne w dwóch typach kondensatorów powietrznych i kondensatorów trymera. Ogólnie rzecz biorąc, kondensatory te są używane szczególnie w Obwody LC do strojenia częstotliwości w radiotelefonach. W tym artykule omówiono przegląd jednego z typów kondensatorów zmiennych, takich jak kondensator powietrzny – praca i jej zastosowania.

Co to jest kondensator powietrzny?

jakiś Definicja kondensatora powietrznego to kondensator wykorzystujący powietrze jako medium dielektryczne. Ten kondensator może być zaprojektowany w postaci stałej lub zmiennej pojemności. Typ stałej pojemności nie jest często używany, ponieważ są różne rodzaje kondensatorów dostępne z lepszymi właściwościami, podczas gdy typ o zmiennej pojemności jest częściej stosowany ze względu na ich prostą konstrukcję.

Kondensatory powietrzne są zwykle wykonane z dwóch zestawów półokrągłych metalowych płyt, które są oddzielone powietrzem materiał dielektryczny, . W tych metalowych płytach jeden zestaw jest stały, a drugi zestaw jest połączony z wałem, który umożliwia operatorowi obracanie zespołu w celu zmiany pojemności, gdy jest to wymagane. Gdy zakładka między dwiema metalowymi płytkami jest większa, pojemność jest wyższa. Tak więc najwyższy stan pojemności jest osiągany, gdy nakładanie się dwóch zestawów metalowych płyt jest maksymalne, podczas gdy najniższy stan pojemności jest osiągany, gdy nie ma nakładania się. Dla lepszej kontroli pojemności, dokładniejszego dostrojenia i większej precyzji zastosowano mechanizmy przekładni redukcyjnej.

Kondensatory powietrzne mają małą pojemność, która waha się od 100 pF – 1 nF, natomiast napięcie pracy waha się od 10 do 1000V. Napięcie przebicia dielektryka jest mniejsze, więc przebicie elektryczne zmieni się w kondensatorze, co może prowadzić do wadliwego działania kondensatora powietrznego.

Budowa kondensatora powietrza i jego działanie

Regulowany kondensator, taki jak kondensator powietrzny, składa się z szeregu półokrągłych, obrotowych płyt aluminiowych na szczycie centralnego wału, umieszczonych pomiędzy równo rozmieszczonymi zestawami nieruchomych płyt aluminiowych. Ten kondensator ma wywiercony otwór w środku, przez który przechodzi pręt sterujący. Aby sterować tym prętem, połączone są naprzemienne tarcze, aby swobodnie przechodziły przez inne, co oznacza, że ​​zestaw tarcz jest skutecznie podzielony na dwie grupy, które wspólnie tworzą dwa obszary płytowe kondensatora.

Gdy krążki kondensatora są już w kształcie półokrągłym, to obracanie zestawu ruchomego powoduje, że wielkość nakładania się dwóch grup zmienia się na całą powierzchnię płyty. Gdy pojemność tego kondensatora zależy od całej powierzchni jego płytki, zmiana w obszarze może spowodować równoważną zmianę w pojemności elementu, więc operator może dowolnie modyfikować wartość elementu.

Gdy ruchome płyty aluminiowe zostaną obrócone, zmieni się wielkość zakładki między płytami statycznymi i ruchomymi. Powietrze pomiędzy tymi zestawami płytek działa jak skuteczny dielektryk, który izoluje zestawy od siebie. Gdy pojemność kondensatora zależy od wzajemnego rozmiaru płytki, ta regulacja po prostu pozwala na regulację wartości kondensatora powietrza.

Obwód kondensatora powietrza

Prosty obwód kondensatora powietrza pokazano poniżej. Ten kondensator wykorzystuje powietrze jako dielektryk i jest zaprojektowany przy użyciu dwóch metalizowanych folii lub metalowych płytek połączonych równolegle w pewnej odległości od siebie. Kondensatory przechowują energię w postaci ładunku elektrycznego na płytach.

Po przyłożeniu napięcia do kondensatora powietrznego w celu zmierzenia ładunku na dwóch płytach, stosunek ładunku „Q” do napięcia „V” zapewni wartość pojemności kondensatora, w związku z czym jest to podane tak, jak C = P/W. To równanie można również napisać, aby zapewnić wzór do pomiaru ilości ładunku na dwóch płytkach, takich jak Q = C x V.

Gdy prąd elektryczny zostanie dostarczony do kondensatora, ładuje się, w ten sposób pole elektrostatyczne staje się bardzo silniejsze, ponieważ gromadzi więcej energii między dwiema płytami.

Podobnie, gdy prąd wypływa z kondensatora powietrznego, różnica potencjałów między tymi dwiema płytkami zmniejszy się, a pole elektrostatyczne zmniejszy się, gdy energia elektryczna odejdzie od płytek. Tak więc pojemność jest jedną z właściwości kondensatora, który służy do przechowywania ładunku elektrycznego na swoich dwóch płytach w postaci pola elektrostatycznego.

Przepuszczalność kondensatora powietrznego

Przepuszczalność można zdefiniować jako właściwość każdego materiału, w przeciwnym razie środek używany do pomiaru rezystancji oferowanej przeciwko tworzeniu pola elektrycznego. Jest oznaczony grecką literą „ϵ” (epsilon) i jego jednostką jest F/m lub farad na metr.

Jeśli weźmiemy pod uwagę kondensator, który zawiera dwie płytki, które są oddzielone odległością „d”, czynnik dielektryczny, taki jak powietrze, jest używany między tymi dwiema płytkami. Pomiędzy dwiema płytkami kondensatora znajdują się cząsteczki, które tworzą elektryczne momenty dipolowe. Dipol elektryczny oznacza parę przeciwnych i równych ładunków. Na przykład pojedyncza cząsteczka zawiera ładunek dodatni na jednym końcu i ładunek ujemny na drugim końcu, który jest oddzielony pewną odległością, jak pokazano na poniższym rysunku.

Na poniższym schemacie cząsteczki są generalnie rozmieszczone losowo w płytkach kondensatora. Po przyłożeniu pola elektrycznego do tych płytek zewnętrznie, cząsteczki w kondensatorze ustawiają się w linii w lepszy sposób, który jest znany jako polaryzowalność. Tak więc ich moment dipolowy wytwarza własne pole elektryczne. To pole elektryczne przeciwstawia się zewnętrznie przyłożonemu polu elektrycznemu, dzięki czemu staje się podobnym biegunem dwóch magnesów, które stawiają sobie opór.

Kiedy cząsteczki ustawiają się w linii lub bardziej polaryzują, przeciwstawiają się zewnętrznemu polu elektrycznemu, które nazywamy przenikalnością. Tutaj przenikalność mierzy opór oferowany przez materiał lub medium zewnętrznemu polu elektrycznemu.

Jeśli przenikalność medium jest wyższa, to cząsteczki tego medium polaryzują się lepiej i tym samym oferują większą odporność na zewnętrzne pole elektryczne. Podobnie, jeśli przenikalność medium jest niska, molekuły słabo polaryzują, więc oferują mniejszy opór zewnętrznemu polu elektrycznemu.

Przepuszczalność nie jest stała, więc zmienia się w zależności od różnych czynników, takich jak temperatura, wilgotność, rodzaj medium, częstotliwość pola, natężenie pola elektrycznego itp.

Przepuszczalność odgrywa znaczącą rolę w określaniu pojemności kondensatora. Tak więc pojemność równoległego kondensatora płytowego jest obliczana ze wzoru

C = ϵ x A/d

Gdzie,

„A” to powierzchnia pojedynczej płyty.

„d” to odległość między dwiema płytami kondensatora.

„ϵ” to przenikalność elektryczna medium pomiędzy dwiema płytkami kondensatorów.

Jeśli zaobserwujesz następujące kondensatory, przenikalność elektryczna może wyraźnie wpłynąć na pojemność kondensatora.
W kolejnych dwóch kondensatorach dielektrykiem używanym w kondensatorze po lewej stronie jest powietrze. Tak więc względna przenikalność elektryczna tego kondensatora powietrznego jest niewielka > 1, tj. 1,0006.

Podobnie w drugim kondensatorze użytym dielektrykiem jest szkło. Tak więc przenikalność tego kondensatora wynosi około 4,9 do 7,5. Tak więc, w porównaniu z kondensatorem powietrznym, kondensator ze szklanym dielektrykiem ma wysoką przenikalność elektryczną.

Tak więc materiał o mniejszej przenikalności zapewni mniejszą pojemność, a materiał o wyższej przenikalności zapewni wysoką pojemność. Zatem przenikalność odgrywa główną rolę w decydowaniu o wartości pojemności.

Charakterystyka

Charakterystyka kondensatora powietrznego obejmuje następujące elementy.

• Kondensatory powietrzne są niepolarne, co oznacza, że ​​kondensatory te mogą być bezpiecznie używane w aplikacjach AC, dopóki najwyższe napięcie znamionowe nie zostanie przekroczone.
• Kondensatory te mają małą pojemność, która waha się między 100pF i 1nF.
• Maksymalne napięcie robocze zależy głównie od fizycznych wymiarów kondensatora.
• Wysokie napięcie robocze wymaga, aby przestrzeń między dwiema płytami była wystarczająca, aby uniknąć elektrycznego przebicia powietrza.
• Wytrzymałość dielektryczna powietrza jest mniejsza niż wielu innych materiałów, co czyni te kondensatory nieodpowiednimi do wysokich napięć.

Zalety

The zalety kondensatorów powietrznych obejmują następujące elementy.

• Ma mniejszy prąd upływu, co oznacza, że ​​straty operacyjne w tym kondensatorze są minimalne, szczególnie jeśli wilgotność nie jest wysoka.
• Rezystancja izolacji jest wysoka.
• Dobra stabilność.
• Mają mniejsze napięcie przebicia.
• Współczynnik rozpraszania jest niski.

The wady kondensatorów powietrznych obejmują następujące elementy.

• Kondensatory powietrzne są dostępne w dużych rozmiarach.
• Kondensatory te mają mniejszą pojemność.
• Są drogie.
• Zajmuje więcej miejsca w porównaniu do innych kondensatorów.

Aplikacje

The zastosowania kondensatorów powietrznych obejmują następujące elementy.

• Ten kondensator jest zwykle używany w rezonansowych obwodach LC, które wymagają zmian w pojemności. Te
• obwody obejmują tunery radiowe, miksery częstotliwości i elementy dopasowujące impedancję do tunerów antenowych.
• Są one używane zwykle tam, gdzie wymagana jest regulowana pojemność, jak obwody rezonansowe.
• Ten kondensator jest używany do dostrajania obwodów radiowych, a także w obwodach, gdzie potrzebne są mniejsze straty.

Tak więc jest to przegląd powietrza kondensator – praca z aplikacjami. Kondensatory te są wykonane z aluminium i dobrze sprawdzają się w bardzo silnych polach magnetycznych. Oto pytanie do Ciebie, czym jest dielektryk w kondensatorze?