Mis on õhukondensaator: vooluahel, töö ja selle rakendused

A muutuv kondensaator on üht tüüpi kondensaatorid, millel on muutuva mahtuvuse väärtus. See kondensaator sisaldab kahte plaati, kus nende plaatide vaheline ala on lihtsalt kohandatud kondensaatori mahtuvuse muutmiseks. Need kondensaatorid on saadaval kahte tüüpi õhukondensaatoritena ja trimmerkondensaatoritena. Üldiselt kasutatakse neid kondensaatoreid eriti LC-ahelad sageduse häälestamiseks raadiotes. Nii et selles artiklis käsitletakse ülevaadet ühest tüüpi muutuvatest kondensaatoritest, näiteks an õhukondensaator – töö ja selle rakendused.

Mis on õhukondensaator?

An Õhukondensaatori määratlus on kondensaator, mis kasutab dielektrilise keskkonnana õhku. See kondensaator võib olla konstrueeritud fikseeritud või muutuva mahtuvusega kujul. Fikseeritud mahtuvustüüpi ei kasutata sageli, kuna neid on erinevaid kondensaatorite tüübid saadaval suurepäraste omadustega, samas kui muutuva mahtuvusega tüüpi kasutatakse nende lihtsa konstruktsiooni tõttu sagedamini.

Õhkkondensaatorid on tavaliselt valmistatud kahest poolringikujulistest metallplaatidest, mis eraldatakse õhu kaudu. dielektriline materjal . Nendes metallplaatides on üks komplekt püsiv ja teine ​​​​komplekt on ühendatud võlliga, mis võimaldab operaatoril sõlme pöörata, et vajadusel mahtuvust muuta. Kui kahe metallplaadi vaheline kattuvus on suurem, on mahtuvus suurem. Seega saavutatakse suurim mahtuvustingimus, kui kahe metallplaatide komplekti kattuvus on maksimaalne, samas kui madalaim mahtuvustingimus saavutatakse siis, kui kattumist pole. Mahtuvuse paremaks juhtimiseks, täpsemaks häälestamiseks ja täpsuse suurendamiseks kasutatakse reduktormehhanisme.

Õhkkondensaatoritel on väike mahtuvus, mis jääb vahemikku 100 pF – 1 nF, samas kui tööpinge jääb vahemikku 10 kuni 1000 V. Dielektriku läbilöögipinge on väiksem, nii et elektriline rike muutub kondensaatoris, nii et see võib põhjustada õhukondensaatori vigase töö.

Õhkkondensaatori ehitus ja töö

Reguleeritav kondensaator nagu õhukondensaator sisaldab poolringikujulisi pöörlevaid alumiiniumplaate keskvõlli peal, mis on paigutatud võrdsete vahedega fikseeritud alumiiniumplaatide komplekti vahele. Selle kondensaatori keskel on juhtvarda läbimiseks puuritud auk. Selle varda juhtimiseks on ühendatud alternatiivsed kettad, et see vabalt teistest läbi lasta, mis tähendab, et kettakomplekt jaguneb tõhusalt kahte rühma, mis moodustavad ühiselt kondensaatori kaks plaadipiirkonda.

Kui kondensaatori kettad on poolringikujulised, muutub liikuva komplekti pööramine kahe rühma kattumise suuruseks kogu plaadi alale. Kui selle kondensaatori mahtuvus sõltub kogu selle plaadi pindalast, võib piirkonna muutus põhjustada komponendi mahtuvuses samaväärse muutuse, nii et operaatoril on lubatud komponendi väärtust oma äranägemise järgi muuta.

Liikuvate alumiiniumplaatide pööramisel muutub staatiliste ja liikuvate plaatide vaheline kattuvus. Nende plaatide komplektide vahel olev õhk toimib tõhusa dielektrikuna, mis isoleerib komplekte üksteisest. Kui kondensaatori mahtuvus sõltub plaadi vastastikusest suurusest, võimaldab see reguleerimine lihtsalt õhukondensaatori väärtust reguleerida.

Õhukondensaatori vooluahel

Lihtne õhukondensaatori ahel on näidatud allpool. See kondensaator kasutab dielektrikuna õhku ja on konstrueeritud kasutades kahte metalliseeritud fooliumi või metallplaati, mis on üksteisega paralleelselt ühendatud. Kondensaatorid salvestavad energiat plaatidele elektrilaengu kujul.

Kui õhukondensaatorile on rakendatud pinge, et mõõta kahe plaadi laengut, annab Q-laengu ja V-pinge suhe kondensaatori mahtuvuse väärtuse, seega on see antud kujul C = K/V. Selle võrrandi saab kirjutada ka valemi saamiseks kahe plaadi laengukoguse mõõtmiseks, näiteks Q = C x V.

Kui kondensaatorisse antakse elektrivool, siis see laeb, seega muutub elektrostaatiline väli väga tugevamaks, kuna see salvestab kahe plaadi vahele rohkem energiat.

Samamoodi, kui vool voolab õhukondensaatorist välja, väheneb nende kahe plaadi potentsiaalide erinevus ja elektrostaatiline väli väheneb, kui elektrienergia plaatidelt lahkub. Seega on mahtuvus üks kondensaatori omadusi, mida kasutatakse elektrilaengu salvestamiseks selle kahele plaadile elektrostaatilise välja kujul.

Õhukondensaatori läbilaskvus

Läbilaskvust võib määratleda kui iga materjali omadust, vastasel juhul kasutatakse keskkonda elektrivälja moodustumise vastu pakutava takistuse mõõtmiseks. Seda tähistatakse kreeka tähega ϵ (epsilon) ja selle ühik on F/m või farad meetri kohta.

Kui arvestada kondensaatoriga, mis sisaldab kahte plaati, mis on eraldatud vahemaaga d, kasutatakse nende kahe plaadi hulgas dielektrilist keskkonda nagu õhku. Kondensaatori kahe plaadi vahel on molekulid, mis moodustavad elektrilisi dipoolmomente. Elektriline dipool tähendab vastupidiste ja võrdsete laengute paari. Näiteks ühe molekuli ühes otsas on positiivne laeng ja teises otsas negatiivne laeng, mis on eraldatud teatud vahemaaga, nagu on näidatud järgmisel joonisel.

Järgmisel diagrammil on molekulid kondensaatoriplaatides üldiselt juhuslikult joondatud. Kui rakendame nendele plaatidele väljastpoolt elektrivälja, viivad kondensaatoris olevad molekulid end paremini kokku, mida nimetatakse polariseeritavuseks. Seega tekitab nende dipoolmoment oma elektrivälja. See elektriväli vastandub väliselt rakendatavale elektriväljale, seega muutub see kahe magneti sarnaseks pooluseks, mis üksteisele pidevalt vastu peavad.

Kui molekulid reastuvad või polariseeruvad rohkem, seisavad nad vastu välisele elektriväljale, mida me nimetasime läbilaskvuseks. Siin mõõdab läbilaskvus materjali või keskkonna pakutavat takistust välisele elektriväljale.

Kui keskkonna läbilaskvus on suurem, polariseeruvad selle molekulid paremini ja seega pakuvad nad suuremat vastupidavust välisele elektriväljale. Samamoodi, kui keskkonna läbilaskvus on madal, polariseeruvad molekulid nõrgalt, mistõttu nad pakuvad välisele elektriväljale vähem vastupanu.

Läbilaskvus ei ole konstantne, seega sõltub see erinevatest teguritest, nagu temperatuur, niiskus, keskkonna tüüp, välja sagedus, elektrivälja tugevus jne.

Läbilaskvus mängib olulist rolli kondensaatori mahtuvuse määramisel. Seega arvutatakse paralleelse plaatkondensaatori mahtuvus

C = ϵ x A/d

kus,

'A' on ühe plaadi pindala.

'd' on kahe kondensaatoriplaadi vaheline kaugus.

'ϵ' on kahe kondensaatoriplaadi vahelise keskkonna läbilaskvus.

Kui jälgite järgmisi kondensaatoreid, võib läbitavus kondensaatori mahtuvust selgelt mõjutada.
Järgmises kahes kondensaatoris on vasakpoolses kondensaatoris kasutatav dielektrik õhk. Seega on selle õhukondensaatori suhteline läbitavus väike> 1, st 1,0006.

Samamoodi on teises kondensaatoris kasutatav dielektrik klaas. Seega on selle kondensaatori läbitavus ligikaudu 4,9 kuni 7,5. Seega, võrreldes õhukondensaatoriga, on klaasdielektrikuga kondensaatoril kõrge läbilaskvus.

Seega annab väiksema läbilaskvusega materjal väiksema mahtuvuse ja suurema läbilaskvusega materjal suure mahtuvuse. Seega mängib läbilaskvus mahtuvuse väärtuse otsustamisel suurt rolli.

Omadused

Õhkkondensaatori omadused hõlmavad järgmist.

• Õhkkondensaatorid on mittepolaarsed, mis tähendab, et neid kondensaatoreid saab vahelduvvoolu rakendustes turvaliselt kasutada seni, kuni kõrgeimat pinget ei ületata.
• Nendel kondensaatoritel on väike mahtuvus, mis jääb vahemikku 100pF kuni 1nF.
• Maksimaalne tööpinge sõltub peamiselt kondensaatori füüsilistest mõõtmetest.
• Kõrge tööpinge korral peab kahe plaadi vaheline ruum olema piisav, et vältida õhu elektrilist purunemist.
• Õhu dielektriline tugevus on väiksem kui paljudel muudel materjalidel, mistõttu need kondensaatorid ei sobi kõrgepinge jaoks.

Eelised

The Õhkkondensaatorite eelised sisaldama järgmist.

• Sellel on väiksem lekkevool, mis tähendab, et selle kondensaatori töökaod on minimaalsed, eriti kui õhuniiskus pole kõrge.
• Isolatsioonitakistus on kõrge.
• Hea stabiilsus.
• Neil on väiksem läbilöögipinge.
• Hajumistegur on madal.

The õhukondensaatorite puudused sisaldama järgmist.

• Õhkkondensaatorid on saadaval suurtes suurustes.
• Nendel kondensaatoritel on väiksem mahtuvus.
• Need on kallid.
• See võtab teiste kondensaatoritega võrreldes rohkem ruumi.

Rakendused

The õhukondensaatorite rakendused sisaldama järgmist.

• Seda kondensaatorit kasutatakse tavaliselt resonants-LC ahelates, mis vajavad mahtuvuse muutmist. Need
• ahelad hõlmavad raadiotuunereid, sagedusmiksereid ja antennituunerite impedantsi sobituskomponente.
• Neid kasutatakse tavaliselt siis, kui on vaja reguleeritavat mahtuvust, näiteks resonantsahelaid.
• Seda kondensaatorit kasutatakse raadioahelate häälestamiseks ja ka ahelates, kus on vaja väiksemaid kadusid.

Seega on see ülevaade õhust kondensaator - töötab rakendustega. Need kondensaatorid on valmistatud alumiiniumist ja töötavad hästi väga tugevates magnetväljades. Siin on teile küsimus, mis on kondensaatoris dielektriline?