Kondensatori maiņstrāvas elektroietaisēm

Rakstā "Kondensatori: mērķis, ierīce, darbības princips" Tika stāstīts par elektrolītiskajiem kondensatoriem. Tos galvenokārt izmanto līdzstrāvas ķēdēs kā taisngriežu filtru kapacitāti. Viņi arī nevar iztikt bez tranzistoru kaskāžu, stabilizatoru un tranzistoru filtru barošanas avotu atdalīšanas. Turklāt, kā tika teikts rakstā, tie nepieļauj līdzstrāvu, bet nevēlas strādāt pie maiņstrāvas.

Maiņstrāvas ķēdēm pastāv nepolārie kondensatori, un daudzi to veidi norāda, ka darbības apstākļi ir ļoti dažādi. Tajos gadījumos, kad nepieciešama augsta parametru stabilitāte un frekvence ir pietiekami augsta, tiek izmantoti gaisa un keramikas kondensatori.

Uz šādu kondensatoru parametriem attiecas paaugstinātas prasības. Pirmkārt, tā ir augsta precizitāte (zema pielaide), kā arī nenozīmīgs TKE kapacitātes temperatūras koeficients. Parasti šādus kondensatorus ievieto uztvērēja un raidītāja radioiekārtu svārstību ķēdēs.

Ja frekvence ir maza, piemēram, apgaismojuma tīkla frekvence vai skaņas diapazona frekvence, tad ir pilnīgi iespējams izmantot papīru un papīra kondensatorus.

Papīra dielektriskie kondensatori ir pārklāti ar plānu metāla foliju, visbiežāk alumīniju. Plākšņu biezums svārstās no 5 līdz 10 μm, kas ir atkarīgs no kondensatora konstrukcijas. Starp plāksnēm ir iestrādāts kondensatoru papīra dielektrisks, kas piesūcināts ar izolācijas kompozīciju.

Lai palielinātu kondensatora darba spriegumu, papīru var likt vairākos slāņos. Visa šī pakete ir savīta kā paklājs un novietota apaļā vai taisnstūrveida apvalkā. Šajā gadījumā, protams, no plāksnēm tiek izdarīti secinājumi, un šāda kondensatora gadījums nav savienots ar neko.

Papīra kondensatori tiek izmantoti zemfrekvences ķēdēs ar augstu darba spriegumu un ievērojamu strāvu. Viens no šiem ļoti izplatītajiem pielietojumiem ir trīsfāzu motora iekļaušana vienfāzes tīklā.

Metāla-papīra kondensatoros plākšņu lomu spēlē plānākais metāla slānis, ko vakuumā izsmidzina uz tāda paša alumīnija kondensatoru papīra. Kondensatoru dizains ir tāds pats kā papīra, tomēr izmēri ir daudz mazāki. Abu veidu darbības joma ir aptuveni vienāda: līdzstrāvas, pulsējošas un maiņstrāvas ķēdes.

Papīra un metāla papīra kondensatoru dizains papildus kapacitātei nodrošina šos kondensatorus ar ievērojamu induktivitāti. Tas noved pie tā, ka kādā frekvencē papīra kondensators pārvēršas par rezonējošu svārstību ķēdi. Tādēļ šādus kondensatorus izmanto tikai frekvencēs, kas nepārsniedz 1 MHz. 1. attēlā parādīts PSRS ražots papīrs un papīra kondensatori.

1. attēls Papīrs un papīra kondensatori maiņstrāvas ķēdēm

Senie metāla-papīra kondensatori pēc sabrukšanas bija pašdziedinoši. Tie bija MBG un MBGCH tipa kondensatori, bet tagad tos aizstāja ar K10 vai K73 tipa keramikas vai organisko dielektriķu kondensatoriem.

Dažos gadījumos, piemēram, analogās atmiņas ierīcēs vai citā veidā paraugu ņemšanas-glabāšanas ierīcēs (SEC) kondensatoriem tiek izvirzītas īpašas prasības, jo īpaši zema noplūdes strāva. Tad glābšanā nonāk kondensatori, kuru dielektriķi ir izgatavoti no materiāliem ar augstu pretestību. Pirmkārt, tie ir fluoroplastiskie, polistirola un polipropilēna kondensatori.Nedaudz zemāka izolācijas pretestība vizlas, keramikas un polikarbonāta kondensatoros.

Tos pašus kondensatorus izmanto impulsu ķēdēs, kad nepieciešama augsta stabilitāte. Pirmkārt, dažādu laika aizkavēšanos, noteikta ilguma impulsu veidošanai, kā arī dažādu ģeneratoru darba frekvenču iestatīšanai.

Lai ķēdes laika parametri būtu vēl stabilāki, dažos gadījumos ieteicams izmantot kondensatorus ar paaugstinātu darba spriegumu: nav nekas nepareizs, ja 12 V ķēdē tiek uzstādīts kondensators ar darba spriegumu 400 vai pat 630 V. Šāds kondensators, protams, aizņem vairāk vietas, bet palielināsies arī visas ķēdes stabilitāte kopumā.

Kondensatoru elektrisko kapacitāti mēra Farads F (F), taču šī vērtība ir ļoti liela. Pietiek pateikt, ka zemeslodes ietilpība nepārsniedz 1F. Jebkurā gadījumā tas ir tieši tas, kas rakstīts fizikas mācību grāmatās. 1 Farad ir kapacitāte, pie kuras, pielādējot q uz 1 kulonu, potenciālo starpību (spriegumu) uz kondensatora plāksnēm ir 1V.

No tikko sacītā izriet, ka Farada ir ļoti liela vērtība, tāpēc praksē biežāk tiek izmantotas mazākas vienības: mikrofarādes (μF, μF), nanofarādes (nF, nF) un pikofarādes (pF, pF). Šīs vērtības iegūst, izmantojot frakcionētus un vairākus prefiksus, kas parādīti tabulā 2. attēlā.

2. attēls

Mūsdienu detaļas kļūst mazākas, tāpēc ne vienmēr ir iespējams tām uzlikt pilnīgu atzīmi, tās arvien vairāk izmanto dažādas simbolu sistēmas. Visas šīs tabulas un to skaidrojumus saturošās sistēmas var atrast internetā. Uz kondensatoriem, kas paredzēti SMD montāžai, visbiežāk to vispār nav. To parametrus var izlasīt uz iepakojuma.

Lai uzzinātu, kā kondensatori uzvedas maiņstrāvas ķēdēs, tiek ierosināts veikt dažus vienkāršus eksperimentus. Tajā pašā laikā kondensatoriem nav īpašu prasību. Visizplatītākie ir papīrs vai papīra kondensatori.

Kondensatori vada maiņstrāvu

Lai pārbaudītu šo pirmo roku, pietiek ar vienkāršas shēmas apkopošanu, kas parādīta 3. attēlā.

3. attēls

Vispirms jums jāieslēdz lampa caur kondensatoriem C1 un C2, kas savienoti paralēli. Lampa mirdzēs, bet ne ļoti spilgti. Ja tagad pievienosim vēl vienu kondensatoru C3, tad luktura luminiscence ievērojami palielināsies, kas norāda, ka kondensatori pretojas maiņstrāvas pārejai. Turklāt paralēlais savienojums, t.i. jaudas palielināšanās, šī pretestība samazinās.

Līdz ar to secinājums: jo lielāka kapacitāte, jo zemāka ir kondensatora pretestība maiņstrāvas caurlaidībai. Šo pretestību sauc par kapacitīvo, un formulās to sauc par Xc. Xc ir atkarīgs arī no strāvas frekvences, jo augstāks tas ir, jo mazāk Xc. Tas tiks apspriests vēlāk.

Vēl vienu pieredzi var iegūt, izmantojot elektrības skaitītāju, iepriekš atvienojot visus patērētājus. Lai to izdarītu, jums jāpievieno paralēli trīs kondensatori 1 μF un vienkārši pievienojiet tos strāvas kontaktligzdai. Protams, jābūt ārkārtīgi uzmanīgam vai pat jāpievelciet kondensatoru standarta spraudnis. Kondensatoru darba spriegumam jābūt vismaz 400 V.

Pēc šī savienojuma pietiek vienkārši novērot skaitītāju, lai pārliecinātos, ka tas nekustīgi stāv, lai gan tiek lēsts, ka šādam kondensatoram ir līdzvērtīga pretestība kvēlspuldzei ar jaudu aptuveni 50W. Jautājums ir, kāpēc neizspiež leti? Tas tiks apspriests arī nākamajā rakstā.

Boriss Aladyshkin