Elektrinis kondensatorius yra įrenginys, galintis kaupti krūvį ir energiją iš elektrinio lauko. Iš esmės jis susideda iš poros laidininkų (plokštelių), atskirtų dielektriniu sluoksniu. Dielektriko storis visada yra daug mažesnis nei plokščių dydis. Elektros ekvivalentinėse grandinėse kondensatorius žymimas 2 vertikaliais lygiagrečiais segmentais (II).
Pagrindiniai dydžiai ir matavimo vienetai
Yra keletas pagrindinių dydžių, apibrėžiančių kondensatorių. Vienas iš jų – jo talpa (lot. raidė C), o antra – darbinė įtampa (lot. U). Elektrinė talpa (arba tiesiog talpa) SI sistemoje matuojama faradais (F). Be to, kaip talpos vienetas, 1 faradas - tai yra daug - praktiškai niekada nenaudojamas. Pavyzdžiui, Žemės planetos elektros krūvis yra tik 710 mikrofaradų. Todėl kondensatorių elektrinė talpa daugeliu atvejų matuojama iš faradų gautais dydžiais: pikofaradais (pF), kurių talpos vertė yra labai maža (1 pF=1/106µF), mikrofaraduose (µF) esant pakankamai didelei vertei (1 uF=1/106 F). Norint apskaičiuoti elektros galią, būtinatarp plokščių susikaupusio krūvio kiekį padalinkite iš potencialų skirtumo tarp jų modulio (įtampa per kondensatorių). Kondensatoriaus įkrova šiuo atveju yra įkrova, besikaupianti vienoje iš atitinkamo įrenginio plokščių. Ant 2 prietaiso laidininkų jie yra identiški pagal modulį, tačiau skiriasi ženklu, todėl jų suma visada lygi nuliui. Kondensatoriaus įkrova matuojama kulonais (C) ir žymima raide Q.
Elektros prietaiso įtampa
Vienas iš svarbiausių įrenginio parametrų, į kuriuos mes atsižvelgiame, yra gedimo įtampa – potencialų skirtumas tarp dviejų kondensatoriaus laidininkų, dėl kurio atsiranda dielektrinio sluoksnio elektrinis gedimas. Didžiausią įtampą, kuriai esant prietaisas nesugenda, lemia laidų forma, dielektriko savybės ir jo storis. Darbo sąlygos, kai įtampa ant elektros prietaiso plokštelių yra artima gedimo įtampai, yra nepriimtinos. Įprasta kondensatoriaus darbinė įtampa yra kelis kartus mažesnė už gedimo įtampą (du ar tris kartus). Todėl rinkdamiesi atkreipkite dėmesį į vardinę įtampą ir talpą. Daugeliu atvejų šių kiekių vertė nurodoma pačiame prietaise arba pase. Įtraukus į tinklą kondensatorių, kurio įtampa viršija vardinę įtampą, gresia gedimas, o talpos vertės nukrypimas nuo vardinės vertės gali sukelti didesnių harmonikų išsiskyrimą į tinklą ir įrenginio perkaitimą.
Kondensatorių išvaizda
Kondensatorių konstrukcija gali būtipačių įvairiausių. Tai priklauso nuo įrenginio elektrinės galios vertės ir paskirties. Nagrinėjamo įrenginio parametrų neturėtų paveikti išoriniai veiksniai, todėl plokštės formuojamos taip, kad elektros krūvių sukuriamas elektrinis laukas koncentruotųsi mažame tarpelyje tarp kondensatoriaus laidininkų. Todėl jie gali būti sudaryti iš dviejų koncentrinių sferų, dviejų plokščių plokščių arba dviejų bendraašių cilindrų. Todėl, priklausomai nuo laidininkų formos, kondensatoriai gali būti cilindriniai, sferiniai ir plokšti.
Nuolatiniai kondensatoriai
Pagal elektrinės talpos kitimo pobūdį kondensatoriai skirstomi į pastovios, kintamos talpos įrenginius arba trimmerius. Pažvelkime į kiekvieną iš šių tipų atidžiau. Įrenginiai, kurių talpa eksploatacijos metu nekinta, tai yra pastovi (talpos vertė vis tiek gali svyruoti priimtinose ribose, priklausomai nuo temperatūros), yra fiksuoti kondensatoriai. Taip pat yra elektros prietaisų, kurie eksploatacijos metu keičia savo elektrinę galią, jie vadinami kintamaisiais.
Nuo ko priklauso C kondensatoriuje
Elektros talpa priklauso nuo laidininkų paviršiaus ploto ir atstumo tarp jų. Šiuos nustatymus galima pakeisti keliais būdais. Apsvarstykite kondensatorių, kurį sudaro dviejų tipų plokštės: kilnojamos ir fiksuotos. Judančios plokštės juda fiksuotųjų atžvilgiu, dėl to keičiasi kondensatoriaus talpa. Kintamieji analogai naudojami analogui reguliuotiįrenginiai. Be to, eksploatacijos metu galia keistis. Trimerių kondensatoriai daugeliu atvejų naudojami gamyklinei įrangai derinti, pavyzdžiui, norint empiriškai parinkti talpą, kai neįmanoma apskaičiuoti.
Kondensatorius grandinėje
Aptariamas įrenginys nuolatinės srovės grandinėje teka srovę tik tuo metu, kai yra prijungtas prie tinklo (šiuo atveju įrenginys įkraunamas arba įkraunamas iki š altinio įtampos). Kai kondensatorius visiškai įkraunamas, per jį neteka srovė. Prietaisą prijungus prie kintamosios srovės grandinės, jo iškrovimo ir įkrovimo procesai keičiasi vienas su kitu. Jų kaitos periodas lygus taikomosios sinusinės įtampos virpesių periodui.
Kondensatorių charakteristikos
Kondensatorius, priklausomai nuo elektrolito būsenos ir medžiagos, iš kurios jis susideda, gali būti sausas, skystas, oksidinis-puslaidininkinis, oksidinis-metalinis. Skysti kondensatoriai yra gerai aušinami, šie įtaisai gali veikti esant didelėms apkrovoms ir turi tokią svarbią savybę kaip dielektrinis savaiminis gijimas gedimo metu. Nagrinėjami sauso tipo elektros prietaisai yra gana paprastos konstrukcijos, šiek tiek mažesni įtampos nuostoliai ir nuotėkio srovė. Šiuo metu būtent sausieji prietaisai yra populiariausi. Pagrindinis elektrolitinių kondensatorių pranašumas yra jų maža kaina, kompaktiškumas ir didelė elektrinė talpa. Oksido analogai yra poliniai (netinkamas prijungimas sukelia gedimą).
Kaip prisijungti
Kondensatoriaus prijungimas prie nuolatinės srovės grandinės vyksta taip: srovės š altinio pliusas (anodas) prijungiamas prie elektrodo, kuris yra padengtas oksido plėvele. Jei nesilaikysite šio reikalavimo, dielektrikas gali sugesti. Būtent dėl šios priežasties skystieji kondensatoriai turi būti prijungti prie grandinės su kintamos srovės š altiniu, jungiant dvi identiškas dalis priešingomis serijomis. Arba ant abiejų elektrodų užtepkite oksido sluoksnį. Taip gaunamas nepolinis elektros prietaisas, veikiantis tinkluose tiek su nuolatine, tiek su sinusine srove. Tačiau abiem atvejais gaunama talpa tampa perpus mažesnė. Vienpoliai elektriniai kondensatoriai yra dideli, bet gali būti įtraukti į kintamosios srovės grandines.
Pagrindinė kondensatorių paskirtis
Žodį „kondensatorius“galima išgirsti iš įvairių pramonės įmonių ir projektavimo institutų darbuotojų. Išnagrinėję veikimo principą, charakteristikas ir fizinius procesus, išsiaiškinsime, kodėl reikalingi kondensatoriai, pavyzdžiui, maitinimo sistemose? Šiose sistemose baterijos plačiai naudojamos statybose ir rekonstrukcijose pramonės įmonėse, siekiant kompensuoti RFC reaktyviąją galią (iškraunant tinklą nuo nepageidaujamų perpildymų), o tai sumažina elektros sąnaudas, taupo kabelių gaminius ir tiekia geresnės kokybės elektrą vartotojui.. Optimalus reaktyviosios galios š altinių (Q) galios, būdo ir prijungimo vietos pasirinkimas elektros energijos sistemų (EPS) tinkluosedidelę įtaką EPS ekonominiams ir techniniams rezultatams. Yra dviejų tipų KRM: skersinis ir išilginis. Naudojant skersinę kompensaciją, kondensatorių baterijos lygiagrečiai su apkrova prijungiamos prie pastotės šynų ir vadinamos šuntu (SHBK). Naudojant išilginę kompensaciją, baterijos yra įtrauktos į maitinimo linijos pjūvį ir vadinamos SPC (išilginio kompensavimo įrenginiais). Baterijos susideda iš atskirų įrenginių, kuriuos galima jungti įvairiais būdais: nuosekliai arba lygiagrečiai sujungtų kondensatorių. Didėjant nuosekliai prijungtų įrenginių skaičiui, didėja įtampa. APC taip pat naudojamas apkrovoms pagal fazes išlyginti, lankinių ir rūdinių šiluminių krosnių našumui ir efektyvumui padidinti (kai APC įjungiamas per specialius transformatorius).
Ekvivalentiškose elektros perdavimo linijų grandinėse, kurių įtampa viršija 110 kV, talpinis laidumas į žemę žymimas kondensatoriais. Linijos maitinimas yra dėl talpos tarp skirtingų fazių laidininkų ir fazinio laido bei žemės suformuotos talpos. Todėl apskaičiuojant tinklo darbo režimus, elektros perdavimo linijų parametrus, nustatyti elektros tinklo pažeidimo vietas, naudojamos kondensatoriaus savybės.
Daugiau programų
Be to, šį terminą galima išgirsti iš geležinkelių darbuotojų. Kodėl jiems reikia kondensatorių? Elektriniuose lokomotyvuose ir dyzeliniuose lokomotyvuose šie įtaisai naudojami siekiant sumažinti elektros prietaisų kontaktų kibirkštis, išlyginti lygintuvų generuojamą pulsuojančią ir impulsinę srovę.pertraukiklius, taip pat sukurti simetriškos sinusinės įtampos generavimą, naudojamą elektros varikliams maitinti.
Tačiau šis žodis dažniausiai skamba iš radijo mėgėjo lūpų. Kodėl jam reikia kondensatorių? Radijo inžinerijoje jie naudojami aukšto dažnio elektromagnetiniams virpesiams sukurti, yra išlyginimo filtrų, maitinimo š altinių, stiprintuvų ir spausdintinių plokščių dalis.
Kiekvieno vairuotojo pirštinių dėžutėje galite rasti porą šių elektros prietaisų. Kodėl automobilyje reikalingi kondensatoriai? Ten jie naudojami akustinių sistemų stiprinimo įrangoje aukštos kokybės garso atkūrimui.
