Proč potřebujeme kondenzátory? Připojení kondenzátoru

Elektrický kondenzátor je zařízení, které může akumulovat náboj a energii elektrického pole. V podstatě se skládá z dvojice vodičů (desek) oddělených dielektrickou vrstvou. Tloušťka dielektrika je vždy mnohem menší než velikost desek. Na elektrickém obvodu nahrazení je kondenzátor označen dvěma vertikálními paralelními segmenty (II).

Základní hodnoty a měrné jednotky

Existuje několik základních veličin, které určují kondenzátor. Jedna z nich je její kapacita (latinský písmeno C) a druhá - její pracovní napětí (lat. U). Elektrická kapacita (nebo prostě kapacita) v systému SI je měřena v Faradu (F). A jako jednotka kapacity 1 farad - to je hodně - v praxi se téměř nikdy nepoužilo. Například elektrický náboj planety Země je jen 710 mikrofarád. Proto, kapacita kondenzátorů Ve většině případů se měří z derivátů hodnot faradů: v picofarádách (pF) s velmi malou kapacitní hodnotou (1 pF = 1/10^6.μF) v mikrofaradách (μF) při dostatečně velké hodnotě (1 μF = 1/10^6. F). Aby bylo možné vypočítat elektrickou kapacitu, je nutné rozdělit množství náboje nahromaděné mezi desky pomocí modulu potenciálních rozdílů mezi nimi (napětí na kondenzátoru). Nabíjení kondenzátoru je v tomto případě náboj, který se nahromadí na jedné z desek uvažovaného zařízení. Na dvou vodičích zařízení jsou identické v modulu, ale liší se znaménkem, takže jejich součet je vždy nulový. Nabíjení kondenzátoru se měří v přívěsech (Kl) a je označeno písmenem Q.

Napětí na elektrickém spotřebiči

Jedním z nejdůležitějších parametrů považovaných námi je rozdělení zařízení napětí - potenciální hodnoty rozdíl obou vodičů kondenzátoru, což vede k elektrickému průrazu dielektrické vrstvy. Maximální napětí, při kterém se zařízení nerozkládá, je dáno tvarem vodičů, vlastnostmi dielektrika a jeho tloušťkou. Pracovní podmínky, při nichž je napětí na elektrodách spotřebiče blízko k poruše, jsou nepřijatelné. Normální provozní napětí na kondenzátoru je několikrát (dvakrát nebo třikrát) menší než napájecí napětí. Při výběru je proto třeba věnovat pozornost jmenovitému napětí a kapacitě. Ve většině případů je hodnota těchto hodnot zobrazena na samotném zařízení nebo v pasu. Soustružení kondenzátoru síťové napětí vyšší než jmenovité ohrožuje jeho zhroucení, a odchylka od jmenovité hodnoty kapacity mohou vést k uvolnění síťových harmonických a přehřátí zařízení.

Vzhled kondenzátorů

Návrh kondenzátu může být velmi různorodý. Závisí na hodnotě elektrické kapacity zařízení a jeho účelu. Ve sledovaném zařízení parametry by neměl být ovlivňován vnějšími faktory, takže elektroda má tvar, ve kterém je elektrické pole generované elektrickými náboji koncentrované v malé mezeře mezi kondenzátorem vodiči. Proto mohou sestávat z dvou soustředných koulí, dvou plochých desek nebo dvou koaxiálních válců. V důsledku toho mohou být kondenzátory válcové, kulovité a ploché, v závislosti na tvaru vodičů.

Konstantní kondenzátory

Díky povaze změny elektrické kapacity jsou kondenzátory rozděleny do zařízení s konstantní, proměnnou kapacitou nebo ořezáváním. Podívejme se podrobněji na každý z těchto typů. Přístroje, jejichž kapacita se nemění během provozu, to znamená, že je konstantní (kapacitní hodnotu lze ještě měnit v mezích v závislosti na teplotě), - konstantní kondenzátory. Tam jsou také elektrické spotřebiče, které mění jejich elektrické kapacity v procesu práce, jsou nazývány proměnné.

Co určuje C v kondenzátoru

Elektrická kapacita závisí na ploše vodičů a vzdálenosti mezi nimi. Existuje několik způsobů, jak změnit tyto parametry. Zvažte kondenzátor, který se skládá ze dvou typů desek: pohyblivých a pevných. Pohyblivé desky se pohybují poměrně pevně, což vede ke změně kapacity kondenzátoru. Analogové proměnné se používají pro nastavení analogových zařízení. Kapacita může být během provozu změněna. Vyrovnávací kondenzátory se ve většině případů používají k úpravě zařízení, například k empirickému výběru kapacity, pokud výpočet není možný.

Kondenzátor v obvodu

Uvažované zařízení v obvodech stejnosměrného proudu vede proud jen tehdy, když je zapnutý (v tomto případě dochází k nabíjení nebo nabíjení zařízení k zdrojovému napětí). Jakmile je kondenzátor zcela nabitý, neprotéká proudem. Když je zařízení zapnuté v obvodu střídavého proudu, procesy vybíjení a nabíjení se střídají navzájem. Doba jejich střídání je období fluktuace aplikované sinusové napětí.

Kapacitní charakteristiky

Kondenzátor může být v závislosti na stavu elektrolytu a materiálu, ze kterého se skládá, suchý, kapalný, oxid-polovodičový, oxid-kovový. Kapalné kondenzátory jsou dobře chlazené, tato zařízení mohou pracovat s vysokým zatížením a mají tak důležitou vlastnost, jako je samoléčení dielektrika při poruše. Uvažované suché typy elektrických zařízení mají jednoduchý design, trochu méně ztráty napětí a svodového proudu. V tuto chvíli se jedná o suché spotřebiče, které jsou nejoblíbenější. Hlavní výhodou elektrolytických kondenzátorů jsou levost, kompaktní rozměry a vysoká elektrická kapacita. Analogy oxidu jsou polární (nesprávné přívody vedou k poruše).

Jak se připojit

Připojení kondenzátoru k obvodu stejnosměrného proudu je následující: plus (anoda) zdroje proudu je připojen k elektrodě pokryté oxidovým filtrem. V případě nedodržení tohoto požadavku, dielektrické poruchy. Z tohoto důvodu je nutné, aby kapalné kondenzátory byly připojeny k obvodu se zdrojem střídavého proudu, který postupně spojuje dvě identické části. Nebo naneste oxidovou vrstvu na obě elektrody. Získáme tak nepolární elektrický spotřebič, který pracuje v sítích s konstantním a sinusový proud. Ale v obou případech se výsledná kapacita stává dvakrát méně. Unipolární elektrické kondenzátory mají významné rozměry, ale mohou být zahrnuty do obvodů se střídavým proudem.

Hlavní použití kondenzátorů

Slovo "kondenzátor" lze slyšet od zaměstnanců různých průmyslových podniků a projektových ústavů. Poté, co se zabývala principem činnosti, charakteristik a fyzikálních procesů, zjistit, proč potřebujeme kondenzátory, například v systémech zásobování energií? Tyto bateriové systémy jsou široce používány při výstavbě a rekonstrukci průmyslových závodů pro korekci účiníku PFC (sítě proti nežádoucímu plnění svých toků), které mohou snížit náklady na energii, ušetříte na kabeláži produktů a dodávat elektřinu pro spotřebitele nejlepší kvality. Optimální výběr výkonu, metody a umístění zdrojů reaktivní výkon (Q) v sítích elektrických napájecích systémů (EPS) má významný dopad na ekonomické a technické ukazatele výkonnosti EPS. Existují dva typy IRM: příčné a podélné. Při příčné kompenzaci jsou kondenzátorové banky připojeny k autobusům rozvodny paralelně se zatížením a jsou nazývány zkratovou (SHBK). Při podélné kompenzaci jsou baterie vyříznuty do vedení přenosu energie a jsou nazývány CPC (podélná kompenzace). Baterie se skládají ze samostatných zařízení, která mohou být připojena různými způsoby: sériovými nebo paralelními kondenzátory. Zvýšení počtu připojených zařízení sériově zvyšuje napětí. CPC se také používají k vyrovnávání zatížení ve fázích, zvyšování produktivity a účinnosti obloukových a rudně-tepelných pecí (se zahrnutím CPC pomocí speciálních transformátorů).

Na substitučních schématech elektrické vedení s napětím více než 110kV kapacitní vodivosti na zemi je označeno jako kondenzátory. EP linky je způsoben elektrickými kapacitami mezi vodiči různých fází a kapacitou tvořenou fázovým vodičem a zeminou. Proto se vlastnosti kondenzátoru používají pro výpočet provozních režimů sítě, parametrů přenosových vedení a umístění poškození elektrické sítě.

Více o oblastech aplikace

Tento termín lze také slyšet od železničních pracovníků. Proč potřebujeme pro ně kondenzátory? Na elektrické lokomotivy a datová zařízení se používají ke snížení elektrický oblouk kontaktní sady, vyhlazování pulsující stejnosměrný výstup z usměrňovače a pulzní vrtulníků, a produkovat generování symetrického sinusového napětí slouží k napájení elektromotorů.

Toto slovo však lze často slyšet z úst rádia amatéra. Proč potřebujeme kondenzátory? V radiovém inženýrství se používají k vytváření vysokofrekvenčních elektromagnetických kmitů, jsou součástí vyhlazovacích filtrů, napájecích zdrojů, zesilovačů a desky s plošnými spoji.

V rukavicích každého nadšence automobilů najdete několik těchto elektrických spotřebičů. Proč potřebujeme kondenzátory v autě? Tam jsou používány v zesilovacích zařízeních akustických systémů pro vysoce kvalitní reprodukci zvuku.