Шта је ваздушни кондензатор: круг, рад и његове примене

А променљиви кондензатор је један тип кондензатора који има променљиву вредност капацитивности. Ово кондензатор укључује две плоче где се подручје између ових плоча једноставно подешава за промену капацитивности кондензатора. Ови кондензатори су доступни у два типа кондензатора за ваздух и тример кондензатора. Генерално, ови кондензатори се посебно користе у ЛЦ кола за подешавање фреквенције унутар радија. Дакле, овај чланак говори о прегледу једног од типова променљивих кондензатора као што је ваздушни кондензатор – рад и његове примене.

Шта је ваздушни кондензатор?

Ан Дефиниција ваздушног кондензатора је кондензатор који користи ваздух као диелектрични медијум. Овај кондензатор може бити дизајниран у облику фиксне или променљиве капацитивности. Тип фиксне капацитивности се не користи често јер постоје различити врсте кондензатора доступни са супериорним карактеристикама, док се тип променљиве капацитивности чешће користи због њихове једноставне конструкције.

Ваздушни кондензатори су углавном направљени од два сета полукружних металних плоча које су одвојене кроз ваздух диелектрични материјал . У овим металним плочама, један сет је сталан, а други сет је повезан са осовином која омогућава оператеру да окрене склоп како би променио капацитет када је то потребно. Када је преклапање између две металне плоче веће, капацитивност је већа. Дакле, највиши услов капацитивности се постиже када је преклапање између два сета металних плоча максимално, док се услов најниже капацитивности постиже када нема преклапања. За бољу контролу капацитивности, финије подешавање и повећану прецизност, користе се механизми редуктора.

Ваздушни кондензатори имају малу вредност капацитивности која се креће од 100 пФ – 1 нФ док се радни напон креће од 10 до 1000В. Напон пробоја диелектрика је мањи тако да ће се електрични слом променити унутар кондензатора тако да то може довести до неисправног рада ваздушног кондензатора.

Конструкција ваздушног кондензатора и његов рад

Подесиви кондензатор попут ваздушног кондензатора укључује низ полукружних, ротирајућих алуминијумских плоча на врху централне осовине распоређених између једнако распоређеног сета фиксних алуминијумских плоча. Овај кондензатор има избушену рупу унутар свог центра за пролазак контролне шипке. Да би се контролисала ова шипка, наизменични дискови су повезани да слободно пролазе кроз остале, што значи да је сет дискова ефикасно раздвојен у две групе које заједно формирају два дела плоча кондензатора.

Једном када су кондензаторски дискови у полукружном облику, окретање покретног скупа узрокује да се количина у којој се две групе преклапају промени на целу површину плоче. Када капацитивност овог кондензатора зависи од целе површине плоче, онда промена унутар површине може изазвати еквивалентну промену унутар капацитивности компоненте, тако да је оператеру дозвољено да мења вредност компоненте по жељи.

Када се покретне алуминијумске плоче ротирају, и количина преклапања између статичне и покретне плоче ће се променити. Ваздух између ових сетова плоча функционише као ефикасан диелектрик који изолује сетове један од другог. Када капацитивност кондензатора зависи од међусобне величине плоче, онда ово подешавање једноставно омогућава подешавање вредности ваздушног кондензатора.

Коло ваздушног кондензатора

Једноставан круг ваздушног кондензатора је приказан испод. Овај кондензатор користи ваздух као диелектрик и дизајниран је коришћењем две метализоване фолије или металне плоче које се повезују паралелно на одређеном растојању једна од друге. Кондензатори складиште енергију у облику електричног набоја на плочама.

Једном када се напон примени на ваздушни кондензатор за мерење наелектрисања на две плоче, тада ће однос 'К' наелектрисања и напона 'В' обезбедити вредност капацитивности за кондензатор, тако да је дат као Ц = К/В. Ова једначина се такође може написати да обезбеди формулу за мерење количине наелектрисања на две плоче као што је К = Ц к В.

Када се електрична струја доведе у кондензатор, онда се он пуни, тако да ће електростатичко поље постати веома јаче јер складишти више енергије између две плоче.

Слично томе, када струја тече из ваздушног кондензатора, разлика потенцијала између ове две плоче ће се смањити и електростатичко поље се смањује када електрична енергија оде са плоча. Дакле, капацитивност је једно од својстава кондензатора који се користи за складиштење електричног набоја на своје две плоче у облику електростатичког поља.

Пермитивност ваздушног кондензатора

Пермитивност се може дефинисати као својство сваког материјала, иначе медијум који се користи за мерење отпора који се нуди против формирања електричног поља. Означава се грчким словом 'ϵ' (епсилон) и његова јединица је Ф/м или фарад по метру.

Ако узмемо у обзир кондензатор који укључује две плоче које су раздвојене растојањем 'д', између ове две плоче се користи диелектрични медиј попут ваздуха. Између две плоче кондензатора, присутни су молекули који формирају електричне диполне моменте. Електрични дипол значи пар супротних и једнаких наелектрисања. На пример, један молекул укључује позитивно наелектрисање на једном крају и негативно наелектрисање на другом крају које је одвојено одређеном раздаљином као што је приказано на следећој слици.

На следећем дијаграму, молекули су генерално насумично поређани унутар плоча кондензатора. Када применимо електрично поље на ове плоче споља, онда се молекули унутар кондензатора доводе у ред на бољи начин који је познат као поларизабилност. Дакле, њихов диполни момент генерише сопствено електрично поље. Ово електрично поље се супротставља спољашњем примењеном електричном пољу, па постаје као сличан пол два магнета који се опиру један другом.

Када се молекули сами поређају или се више поларизују, они се супротстављају спољашњем електричном пољу које називамо пермитивношћу. Овде, пермитивност мери отпор који материјал или медијум нуди спољашњем електричном пољу.

Ако је пермитивност медија већа, онда се молекули тог медија боље поларизирају и стога пружају већи отпор спољашњем електричном пољу. Слично, ако је пермитивност медијума ниска, молекули се слабо поларизују, тако да пружају мањи отпор спољашњем електричном пољу.

Пермитивност није константна, тако да варира са различитим факторима као што су температура, влажност, тип медија, фреквенција поља, јачина електричног поља итд.

Пермитивност игра значајну улогу у одређивању капацитивности кондензатора. Дакле, капацитет паралелног плочастог кондензатора се израчунава помоћу

Ц = ϵ к А/д

Где,

'А' је површина једне плоче.

'д' је растојање између две плоче кондензатора.

'ϵ' је пермитивност средине између две плоче кондензатора.

Ако посматрате следеће кондензаторе, пермитивност може јасно утицати на капацитивност кондензатора.
У следећа два кондензатора, диелектрик који се користи у левом бочном кондензатору је ваздух. Дакле, релативна пермитивност овог ваздушног кондензатора је мало > 1, тј. 1,0006.

Слично, у другом кондензатору, коришћени диелектрик је стакло. Дакле, пермитивност овог кондензатора је отприлике 4,9 до 7,5. Дакле, у поређењу са ваздушним кондензатором, кондензатор са стакленим диелектриком има високу пермитивност.

Дакле, материјал са мањом пермитивношћу ће обезбедити мањи капацитет, а материјал са вишом пермитивношћу ће обезбедити високу капацитивност. Дакле, пермитивност игра главну улогу у одлучивању о вредности капацитивности.

Карактеристике

Карактеристике ваздушног кондензатора укључују следеће.

• Ваздушни кондензатори су неполарни што значи да се ови кондензатори могу безбедно користити у апликацијама наизменичне струје све док се не прекорачи највећи напон.
• Ови кондензатори имају мали капацитет који се креће између 100пФ и 1нФ.
• Максимални радни напон углавном зависи од физичких димензија кондензатора.
• Висок радни напон захтева да простор између две плоче буде довољан да се избегне електрични слом ваздуха.
• Диелектрична чврстоћа ваздуха је мања од многих других материјала, што чини ове кондензаторе неприкладним за високе напоне.

Предности

Тхе предности ваздушних кондензатора укључи следеће.

• Има мању струју цурења што значи да су оперативни губици унутар овог кондензатора минимални, посебно ако влажност није висока.
• Отпор изолације је висок.
• Добра стабилност.
• Имају мањи пробојни напон.
• Фактор дисипације је низак.

Тхе недостаци ваздушних кондензатора укључи следеће.

• Ваздушни кондензатори су доступни у великим величинама.
• Ови кондензатори имају мањи капацитет.
• Ово је скупо.
• Заузима више простора у поређењу са другим кондензаторима.

Апликације

Тхе примена ваздушних кондензатора укључи следеће.

• Овај кондензатор се обично користи у резонантним, ЛЦ колима, којима су потребне промене унутар капацитивности. Ове
• кола садрже радио тјунере, фреквентне мешаче и компоненте за усклађивање импедансе за антенске тјунере.
• Они се обично користе тамо где је потребна подесива капацитивност попут резонантних кола.
• Овај кондензатор се користи за подешавање радио кола и такође у колима где је потребно мање губитака.

Дакле, ово је преглед ваздуха кондензатор – радни са апликацијама. Ови кондензатори су направљени од алуминијума и добро раде у веома јаким магнетним пољима. Ево питања за вас, шта је диелектрик у кондензатору?