Неге конденсаторлар қажет? Қосылу

Электр конденсатор - электр өрісінің заряды мен энергиясын жинақтайтын құрылғы. Негізінен ол диэлектрлік қабатпен бөлінген жұп сымдардан (пластиналардан) тұрады. Диэлектриктің қалыңдығы әрқашан плиталардың өлшемінен әлдеқайда аз. Ауыстыру электр тізбектерінде конденсатор 2 тік параллель сегменттермен (II) белгіленеді.

Негізгі мәндер және өлшем бірліктері

Конденсаторды анықтайтын бірнеше негізгі мәндер бар. Олардың бірі - оның сыйымдылығы (латындық C әрпі), екіншісі - оның жұмыс кернеуі (Латын U). SI жүйесіндегі электр қуаты (немесе жай сыйымдылығы) Farad (F) өлшемінде өлшенеді. Ал әлеует 1 фарида ретінде - бұл өте көп, іс жүзінде іс жүзінде қолданылмайды. Мысалы, планетаның Жер бетіндегі электр заряды - тек 710 микро фарма. Демек, конденсаторлардың электр сыйымдылығының көбі фарада мәндерінің туындыларында өлшенеді: жеткілікті үлкен мәнде (1 μF = 1 / μF = 1 / μF) микрофарадтарда өте аз сыйымдылығы бар (1 φF = 1/106 μF) пикофарадтарда (pF) 10 ⁶ F). Электр қуатын есептеу үшін пластиналар арасында жинақталған зарядтың шамасын олардың арасындағы айырмашылық модулімен (кернеудегі конденсатордың кернеуі) бөлу керек. Бұл жағдайда конденсатордың заряды қарастырылып отырған құрылғының бір тақтайында жинақталатын заряд болып табылады. Құрылғының екі өткізгіштерінде олар модульде бірдей, бірақ белгі бойынша ерекшеленеді, сондықтан олардың сомасы әрдайым нөлге тең. Конденсатордың заряды шоқтарда (Кл) өлшенеді және Q әрпімен белгіленеді.

Құрылғы кернеуі

Қарастырылып отырған құрылғының ең маңызды параметрлерінің бірі - бұзылу кернеуі - диэлектрлік қабаттың электр разрядына әкелетін конденсатордың екі өткізгіштің потенциалдарындағы айырмашылық. Құрылғы бұзылмайтын ең жоғары кернеу өткізгіштердің нысаны, диэлектриктің қасиеттері және оның қалыңдығы анықталады. Құрылғының электродтарындағы кернеу бұзылуға жақын болатын жұмыс жағдайлары қолайсыз. Конденсатордағы қалыпты жұмыс кернеуі бірнеше рет (екі немесе үш рет) үзіліс кернеуінен аз. Сондықтан таңдаған кезде номиналды кернеу мен сыйымдылыққа назар аудару керек. Көптеген жағдайларда осы мәндердің мәні құрылғыда немесе паспортта көрсетіледі. Желінің конденсаторын номиналдыдан асатын кернеуге қосу, оны бұзу қаупін тудырады және номиналдан сыйымдылықтың ауытқуы жоғары гармоника желісіне шығаруға және құрылғының қызып кетуіне әкелуі мүмкін.

Конденсаторлардың пайда болуы

Конденсаторлар конструкциясы әртүрлі болуы мүмкін. Бұл құрылғының электр қуатын және оның мақсатына байланысты. Аталған құрылғының параметрлері сыртқы факторларға әсер етпеуі керек, сондықтан пластиналарда электр зарядының пайда болған электр өрісі конденсатордың өткізгіштері арасындағы кішігірім аралыққа шоғырланған формаға ие. Сондықтан олар екі концентрациялы шарлардан, екі жалпақ пластинадан немесе екі коаксиалды цилиндрден тұруы мүмкін. Демек, конденсаторлар цилиндрлік, сфералық және тегіс болуы мүмкін, өткізгіштердің түріне байланысты.

Тұрақты конденсаторлар

Электрлік сыйымдылықтың өзгеру сипаты бойынша конденсаторлар тұрақты, ауыспалы сыйымдылықтармен немесе кесетін құрылғыларға бөлінеді. Осы түрлердің әрқайсысын егжей-тегжейлі қарастырайық. Жұмыс кезінде сыйымдылығы өзгермейтін құралдар, яғни тұрақты (сыйымдылықтың мәні температураға байланысты рұқсат етілген шектерде өзгеріп кетуі мүмкін), тұрақты конденсаторлар болып табылады. Сондай-ақ жұмыс барысында электрлік қуатын өзгертетін электрлік құрылғылар бар, олар айнымалы деп аталады.

Конденсатордағы C мәнін анықтайды

Электр қуаты оның өткізгіштерінің бетіне және олардың арасындағы қашықтыққа байланысты. Бұл параметрлерді өзгертудің бірнеше жолы бар. Жылжымалы және бекітілген плиталардың екі түрінен тұратын конденсаторды қарастырайық. Жылжымалы табақшалар салыстырмалы түрде өзгеріп отырады, бұл конденсатордың сыйымдылығының өзгеруіне әкеледі. Аналогтық айнымалылар аналогтық құрылғы параметрлері үшін пайдаланылады. Және жұмыс істеу кезінде сыйымдылықты өзгертуге болады. Көптеген жағдайларда кесу конденсаторлары зауыттық жабдықты реттеу үшін пайдаланылады, мысалы есептеу мүмкін емес болса, сыйымдылықты эмпирикалық түрде таңдау үшін қолданылады.

Контурдағы конденсатор

Тұрақты ток тізбегіндегі құрылғыны ток қосулы болғанда ғана жүргізеді (бұл жағдайда құрылғының кернеуіне заряд немесе заряд пайда болады). Конденсатор толығымен зарядталғаннан кейін, оның ағымы ағып кетпейді. Құрылғы ауыспалы ток тізбегінде қосылғанда, түсіру және зарядтау процестері бір-бірімен ауысады. Оларды ауыстыру кезеңі қолданылған синусоидалды кернеулердің тербелу кезеңіне тең.

Конденсатордың сипаттамалары

Электролиттің күйіне және ол жасалатын материалға байланысты конденсатор, құрғақ, сұйық, оксид-жартылай өткізгіш, тотық-метал болуы мүмкін. Сұйықтықты конденсаторлар жақсы салқындатылған, бұл құрылғылар ауыр жүктемелерде жұмыс істей алады және диэлектриктің өзін-өзі емдеуі сияқты маңызды қасиетке ие. Қарастырылған құрғақ типті электр қондырғылар қарапайым дизайны, кернеудің азаюы және ағып кету ток. Қазіргі уақытта бұл ең танымал құрғақ құрылғылар. Электролиттік конденсаторлардың негізгі артықшылығы арзандық, шағын өлшемдер және жоғары электрлік сыйымдылық болып табылады. Оксидтік аналогтар полярлық болып табылады (қате қосылу бұзылуға алып келеді).

Қосылу әдісі

Конденсаторды DC тізбегіне жалғау: ток көзінің плюс (анод) оксидтік пленкамен жабылған электродқа қосылады. Осы талапты сақтамаған жағдайда диэлектриктің бұзылуы мүмкін. Осы себепті сұйық сыйымдылықты айнымалы ток көзі бар схемаға қосып, бір-бірімен ұқсас екі бөлімді дәйектілікпен біріктіріп қосу қажет. Электродтардағы оксид қабатын қолданыңыз. Осылайша, тұрақты емес және синусоидалы токтармен желілерде жұмыс істейтін полярлы емес электрлік құрылғы өндіріледі . Бірақ екі жағдайда да екі есе аз болады. Бір полярлы электрлік конденсаторлар маңызды өлшемдерге ие, бірақ айнымалы токты бар тізбектерге қосылуы мүмкін.

Конденсаторлардың негізгі қолданысы

«Конденсация» сөзі түрлі өнеркәсіптік кәсіпорындардың және жобалау институттарының қызметкерлерінен естілуі мүмкін. Операция принципіне, сипаттамаларына және физикалық процестерге назар аудара отырып, конденсаторларға, мысалы, электрмен жабдықтау жүйелеріне не қажет екенін білеміз. Мұндай жүйелерде аккумуляторлар өнеркәсіптік қондырғылардың құрылысы мен қайта құрылуында кеңінен қолданылады, бұл PCM реактивтік қуатын (желіні қалаусыз ағындардан босату) өтеу үшін, бұл энергия шығынын азайтады, кабельдік өнімдерден басқа және тұтынушыға ең жақсы сапаны қамтамасыз етеді. Энергетикалық жүйелердің (ЕЭС) желілерінде реактивті қуат көздерінің (Q) қосылу қабілеттілігін, әдісін және орналасуын оңтайлы таңдау ЭБЖ-ның экономикалық және техникалық көрсеткіштеріне айтарлықтай әсер етеді. IRM екі түрі бар: көлденең және бойлық. Көлденең өтемақы кезінде конденсаторлық банктер қосалқы станцияның автобустарына жүктемені қатарластырады және шунт (SHBK) деп аталады. Ұзындық өтемімен батареялар қуат беру желісіне бөлінеді және КҚК деп аталады (бойлық өтемақы құрылғылары). Батареялар әртүрлі тәсілдермен қосыла алатын бөлек құрылғылардан тұрады: сериялық немесе параллельді конденсаторлар. Сериялы жалғанған құрылғылардың санын арттыру кернеуді арттырады. КТК-ақ фазаларда жүктемені теңестіру, доғалық және руда-термиялық пештердің өнімділігі мен тиімділігін арттыру үшін (арнайы трансформаторлар арқылы КҚК-ні қосу арқылы) қолданылады.

110 кВ жоғары кернеулі электр желілері үшін ауыстыру схемалары бойынша жерге сыйымды өткізгіштік конденсаторлар ретінде белгіленеді. EP сызығы әртүрлі фазалардың өткізгіштері мен фазалық өткізгіштің және жерге негізделген сыйымдылықтардың арасындағы электр қуатына байланысты. Сондықтан, конденсатордың қасиеттері желінің жұмыс режимдерін, электр жеткізу желісінің параметрлерін және электр желісіндегі зақымның орнын есептеу үшін пайдаланылады.

Қолдану салалары туралы толығырақ

Бұл термин теміржолшылардан да естілуі мүмкін. Неге олар үшін конденсаторлар қажет? Электр локомотивтері мен дизельді локомотивтерде бұл құрылғылар электрлік аппараттардың контактілерін азайту, түзеткіштер мен импульстік үзік-үзікшелер шығаратын пульсирующий токты тегістеу және қозғалтқыштарды қуат үшін пайдаланылатын симметриялық синусоидальды кернеуді генерациялау үшін қолданылады.

Дегенмен, бұл сөз радио әуесқойының аузынан жиі естіледі. Неге бізге конденсаторлар қажет? Радиотехникада олар жоғары жиілікті электромагниттік тербелістерді жасау үшін қолданылады, олар тегістейтін сүзгілердің бір бөлігі, қуат көздері, күшейткіштер және баспа схемалары.

Әрбір автокөлік энтузиастардың қолғап қораптарында сіз осы екі электр аспаптарын таба аласыз. Неге бізге автомобильде конденсатор қажет? Онда олар жоғары сапалы дыбыс шығару үшін акустикалық жүйелерді күшейтетін жабдықта қолданылады.